1

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

DISEÑO ELECTROACÚSTICO DE UN

AUDITORIO EQUIPADO COMO

SALA CINEMATOGRÁFICA

TESIS

Que para obtener el título de

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

PRESENTAN

GARCÍA PINZÓN EUNICE

VARGAS OLVERA ANA LIZBETH

ACESORES

Ing. Maria Teresa Franco Martínez

Dr. Mario Jiménez Hernández

2

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE UN AUDITORIO PARA SU USO COMO

SALA CINEMATOGRÁFICA

RESUMEN

En el presente trabajo se muestra el diseño y acondicionamiento acústico de un auditorio de

usos múltiples (Unidad Profesional Adolfo López Mateos, ESIME Zacatenco Edifico 5,

Instituto Politécnico Nacional) para una sala de cine.

Se analizarán las características físicas acústicas del recinto, se obtendrá un plano del

auditorio para su análisis detallado de sus materiales que lo conforman. A partir de lo

desarrollado previamente se realizara el análisis de localización de las fuentes de ruido más

importante dentro y fuera del auditorio, tomando en cuenta los horarios críticos, es decir

cuando el recinto se encuentre en los casos más extremos de ruido.

Se consideran medidas del tiempo de reverberación en el recinto y el ruido de fondo

utilizando un sonómetro, bajo condiciones de un auditorio lleno con el objetivo de

considerar la absorción acústica existente en el recinto, con lo anterior se determina el

aislamiento requerido en el auditorio con respecto a los estándares establecidos en México,

en base a la NORMA Oficial Mexicana NOM-081-ECOL-1994,que establece los límites

máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición,

logrando dar solución al problema planteado acorde con las necesidades de una sala de

cine. La solución se propone a partir de las características de los materiales acústicos

obtenidos en la bibliografía y los cuales también se utilizan para la obtención del tiempo de

reverberación, así como los valores máximos permisibles de ruido para el mismo.

Tomando en consideración las características físicas del recinto, se comprobó en sus

gráficas de absorción, que estos no son del todo adecuados para una sala de cine, con lo

anterior la solución que se propone es; tomando en cuenta que se buscó obtener una sala de

cine con características específicas: una sonorización con sistema envolvente multicanal

5.1, materiales adecuados ya que el proyecto está situado en una escuela pública de nivel

superior, es importante el aislamiento a un bajo costo.

3

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE UN AUDITORIO PARA SU USO COMO

SALA CINEMATOGRÁFICA

OBJETIVOS.

Objetivo General:

Diseñar acústico y electroacústicamente el auditorio del edificio 5 como una sala de cine,

(Unidad Profesional Adolfo López Mateos, del Instituto Politécnico Nacional, ESIME –

Zacatenco), proponiendo un costo conveniente y con calidad.

Objetivos específicos:

Realizar el cálculo del tiempo de reverberación con los datos obtenidos previamente

utilizando los métodos de Sabine y NorrisEaring.

Realizar el acondicionamiento del recinto de acuerdo a los requerimientos para una sala de

cine.

Realizar el aislamiento con los materiales acústicos obtenidos en la bibliografía y que estén

disponibles en el mercado nacional.

Diseñar la sonorización del recinto considerando las características de un sistema 5.1.

multicanal.

4

JUSTIFICACIÓN.

El proyecto está dirigido a la comunidad de ESIME Zacatenco pues la problemática en los

auditorios de la escuela es que hay 5 auditorios pero ninguno de los ellos brinda un servicio

para una sala de cine que cuenten con calidad en audio y video.

Otro aspecto es que todos los auditorios y en es este caso el auditorio del edificio 5 tiene

mala calidad en acústica arquitectónica para una sala de cine ya que no fue construido con

los materiales necesarios, así como las características físicas necesarias para que el

auditorio ofrezca una sonorización de buena calidad, es por ello que el presente trabajo

realizará su corrección para el acondicionamiento de una sala de cine.

Lo siguiente es que los auditorios son multifuncionales, y por esto no consideran los

estándares para un cine en México, están diseñados sin considerar las normas acústicas ni

de sonorización al ser construidos; implementar un concepto nuevo como lo es la sala de

cine permite a la comunidad estudiantil un ambiente apto para la valoración de un

documental o película de entretenimiento que hacen un aporte benéfico para su desarrollo

cultural.

El acondicionamiento y aislamiento del recinto brindará un ambiente de confort acústico

para el público produciendo interés por parte del espectador, la calidad del sonido permitirá

apreciar verdaderamente lo que ofrece una sala cinematográfica.

Toda la comunidad tiene derecho a disfrutar de instalaciones dignas como lo es una sala

cinematográfica, ya que son importantes para el desarrollo profesional e intelectual de la

población en ESIME Zacatenco.

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INDICE GENERAL

Capítulo I.FUNDAMENTOS DEL SONIDO.

1.1 Sonido y sus características……………………………………………………………...8

1.1.1 Propagación del sonido. …………………………………………………………….8

1.1.2 Amplitud del sonido, Frecuencia del sonido, Periodo y fase, Longitud de la onda…9

1.1.3 Reflexión, Refracción, Difracción.………………………………………………...10

1.1.4 Atenuación. ………………………………………………………………………..14

1.1.5 Absorción Acústica………………………………………………………………...15

1.1.6 Enmascaramiento. …………………………………………………………………15

1.2 Medición del Sonido en un Recinto…………………………………………………...16

1.2.1 Decibel……………………………………………………………………………..16

1.2.2 Presión sonora………………………………………………………………….......16

1.2.3 Potencia acústica…………………………………………………………………...16

1.2.4 Ruido y Tipos de ruido: Ruido blanco, Ruido rosa, Ruido de impacto……………16

1.2.5 Sonómetro y Sonómetro integrador………………………………………………..17

1.2.6 Aislamiento y Acondicionamiento Acústico: Principio de Aislamiento, Pérdida por

transmisión. ………………………………………………………………………..18

1.2.7 Criterios de evaluación del ruido de fondo en un recinto. Curvas CR……………..24

1.2.8 Procedimiento para diseñar el aislamiento acústico del recinto, acondicionamiento

acústico……………………………………………………………………………..26

1.2.9 Tiempo de reverberación, Tiempo óptimo de reverberación (Top), Tiempo de

reverberación equivalente (Teq), Tiempo de reverberación efectivo (Tef) , Método

Sabine y NorrisEaring……………………………………………………………...32

1.2.10 Acústica Básica en una sala de Cine……………………………………………….39

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Capítulo II. Sonorización

2.1 Refuerzo sonoro………………………………………………………………………..41

2.1.1 Equipo para refuerzo sonoro………………………………………..................42

2.1.2 Tipos y Características de los Altavoces……………………………………….44

2.1.3 Tipos de sistemas de Sonorización…………………………………………….50

2.1.4 Ganancia Acústica……………………………………………………………...51

Capítulo III. Mediciones y Cálculos.

3.1 Dimensiones físicas del auditorio……………………………………………………...54

3.2 Características acústicas de los materiales que conforman el auditorio……………59

3.3 Condiciones acústicas del auditorio de ruido de fondo……………………………..60

3.4 Tiempo de reverberación……………………………………………………………….62

3.5 Puntos críticos………………………………………………………………………...63

3.6 Cálculo del tiempo de reverberación utilizando los métodos de Sabine y

NorrisEaring...……………………………………………………………………………...66

3.7 Propuesta de acondicionamiento y Aislamiento……………………………………….71

3.8 Sonorización del recinto………………………………………………………………..74

Capítulo IV. Propuesta del Acondicionamiento de una sala de cine

4.1 Cotización del acondicionamiento acústico y sonorización....…………………………78

o Conclusiones………………………………………………………………………82

o Apéndice…………………………………………………………………………...83

7

INTRODUCCIÓN

Así como la sociedad está marcada, ineludiblemente, por todos los inventos que,

especialmente desde el siglo XIX, han introducido una serie de mejoras en el mundo de la

comunicación, entendiendo que enriquecen contenidos informativos, de formación y de

entretenimiento como sus ejes fundamentales1.El cine, por ejemplo marca en lo que a

espectáculos populares se refiere, influye en la vida de la sociedad con el paso de los años,

y se convierte en un espectáculo de masas, que trasciende el espacio de la sala de

proyección para adentrarse en la esfera de lo personal, en lo que se refiere a identificación

con los héroes y mitos emanados de la ficción cinematográfica, o tal vez en el interés de un

documental por el hecho de comprobarlo o simplemente conocerlo más a fondo.

El objetivo del acondicionamiento acústico de un recinto, como lo es una sala de cine, es

conseguir un grado de difusión acústica uniforme en todos los puntos del mismo. Con ello

se pretende mejorar las condiciones acústicas de sonoridad aumentando el confort acústico.

El principal problema en las sociedades actuales es la falta de interés hacia cosas

culturalmente más prometedoras que las comúnmente usadas por la sociedad mexicana, por

ejemplo el hecho de poder disfrutar de una buena película, gozar de una obra de teatro, un

concierto de música clásica, entre otras cosas. Considerado como un problema, es el hecho

que los futuros ingenieros de cualquier área no tienen un interés hacia eventos culturales,

con los cuales pueden tener un mejor desarrollo profesional para conocer nuevos

horizontes. También es cierto que la emisión de ruido proveniente de las fuentes fijas

externas por ejemplo una sala de cine, altera el bienestar del ser humano y el daño que le

produce, con motivo de la exposición, depende de la magnitud y del número. Resulta

necesario establecer los límites máximos permisibles de emisión de un recinto, por tanto en

el siguiente proyecto se realiza un análisis en el que se tomarán en cuenta algunos puntos

establecidos en la norma oficial mexicana NOM-081 ECOL 1994. Ya que una sala de cine

abre nuevas expectativas, pero también es cierto que puede molestar a personas con

ocupaciones diferentes en cierto instante, es por ello que se decide la presentación del

siguiente rediseño acústico.

1http://recursos.cnice.mec.es/media/cine/bloque1/. 15/04/2013 de Rodrigo Cádiz

8

CAPÍTULO I. FUNDAMENTOS DEL SONIDO.

En nuestra vida cotidiana el intento por sobrevivir, nos lleva a exigir condiciones mejores

para nuestra existencia, por ejemplo, imaginemos un concierto, dónde nuestra banda

favorita y más espectacular, se presentará en el mejor auditorio de México, es por ello que

idealizamos nuestro ambiente confortable, casi perfecto, el problema es que en el concierto

todo lo imaginado no es así, la banda no se escucha, simplemente se pueden distinguir

efectos ruidosos y terminamos frustrados; es por ello la importancia de un recinto como lo

es un auditorio, todo lo que conlleva su acondicionamiento acústico ya que debe ser

construido con características acústicas específicas para esa clase de eventos.

Es por ello que se presentarán en los siguientes apartados cada una de las condiciones que

intervienen en la creación de un recinto acondicionado acústicamente.

1.1 Sonido y sus características.

El sonido es importante ya que es una “Sensación auditiva producida por una vibración de

carácter mecánico que se propaga a través de un medio elástico y denso”2.

El Sonido es una señal producida por una fuente en vibración. Esta vibración perturba las

moléculas de aire adyacentes a la fuente en sincronía con la vibración, creando zonas donde

la presión del aire es menor a la presión atmosférica y zonas donde la presión del aire es

mayor a la presión atmosférica.

1.1.1 Propagación del Sonido.

Comienza con una fuente generadora de sonido, dicha fuente sonora transmite partículas

en el aire, que a su vez se transmiten a las nuevas partículas cercanas, dichas partículas no

se desplazan con la perturbación solo son oscilantes alrededor de su posición de equilibrio,

pero cuando pierden dicho equilibrio es cuando comienzan a desplazarse.

2Carrión, 1998 Pp.27

9

1.1.2 Amplitud del sonido, Frecuencia del sonido, Periodo y fase, Longitud de la onda.

Pero esta vibración que se estudia como onda mecánica lleva consigo la Amplitud del

Sonido que es la magnitud del cambio, sea este positivo o negativo, de la presión

atmosférica causada por la compresión y refracción de las ondas acústicas. Esta cantidad es

un indicador de la magnitud de energía acústica de un sonido y es el factor que determina

que tan fuerte se percibe un sonido. En el caso de una onda periódica, existe un patrón que

se repite el cual corresponde a un ciclo, la duración de cada uno de estos ciclos de una onda

se conoce como periodo (T), la tasa a la cual los ciclos de una onda periódica se repiten se

conoce como frecuencia (f) y por lo general se mide en ciclos por segundo o Hertz

(Hz).Matemáticamente, la frecuencia es el inverso de período.

𝑇 =1

𝑓 Ec. (1.1)

𝒇 =𝟏

𝑻 Ec. (1.2)

Dónde:

f= Frecuencia del Sonido [Hz]

T= Periodo[s]

Las ondas también están compuestas por una fase que es el corrimiento de una señal

respecto a un punto de referencia, el que se determina en forma arbitraria, ya que un sonido

puede durar un lapso muy grande de tiempo, es preferible elegir un tiempo determinado. La

fase se mide en radianes, en el rango [0, 2П] o en grados [0°, 360°]. Una fase mayor a 2П ó

360° carece de sentido físico, pues no es posible de distinguir de una que ocurre dentro del

rango normal.

La fase adquiere importancia cuando dos o más sonidos se mezclan entre sí. Dos sonidos

pueden ser idénticos, pero estar desfasados entre sí, lo que implica que un sonido comenzó

antes que el otro. La longitud de onda es la distancia existente entre dos crestas o valles

consecutivos. Las ondas de sonido, las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las

ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de ondas. La letra griega lambda (λ)

10

se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones. La longitud de onda es

inversamente proporcional a la frecuencia de la onda.

λ = 𝑐

𝑓 Ec. (1.3)

Dónde:

𝜆 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑂𝑛𝑑𝑎 [m]

C = Velocidad de propagación 343[m/s]

f= Frecuencia [Hz]

En la siguiente figura se muestra la representación del periodo, ciclo y amplitud de una

onda (Fig. 1.1):

1.1.3 Reflexión, Refracción, Difracción.

Con lo anterior al conocer el análisis de las vibraciones mecánicas, lo siguiente es

compararlas con las vibraciones mecánicas ahora producidas en un recinto. Estas pasan por

superficies ajenas a su propagación es por ello que ocurren diferentes fenómenos que se

denotan a continuación.

Fig.1.1 Representación del periodo, ciclo y

amplitud de la onda.

11

Cuando la onda incide sobre una superficie límite de dos medios, parte de la onda se refleja,

disipa y se transmite. La velocidad de propagación cambia al pasar de un medio a otro, pero

no cambia su frecuencia angular (ω).

La reflexión es un fenómeno en el cual la onda parte de su energía, se absorbe y regresa de

donde proviene, cuando esa superficie no la puede traspasar, o rodear la superficie o llega a

una pared rígida ideal se refleja totalmente ya que la pared no se mueve y no absorbe

energía de la onda pero las paredes reales no son nunca completamente rígidas, por lo que

pueden absorber parte de la energía de las ondas incidentes mientras que la refracción es la

curvatura de las ondas cuando entran en un medio donde su velocidad es diferente es decir

cambiarán sus características. La refracción con el sonido no es un fenómeno tan

importante como con la luz, donde es responsable de la formación de imágenes por lentes,

por el ojo, cámaras, etc. Sin embargo la curvatura de las ondas sonoras es un fenómeno

interesante en el sonido, ya que produce cambios en el sonido como se muestra en la Fig.

1.2.

Fig. 1.2 Ejemplo de Reflexión y Refracción.3

La difracción forma parte importante de la propagación del sonido esta es la curvatura de

las ondas alrededor de pequeños obstáculos y la propagación de las ondas más allá de las

3http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/sound/refrac.html 15/05/201. De M Olmo R Nave

12

pequeñas aberturas que existan a su paso, es decir que estas aberturas son más pequeñas

comparadas con la longitud de onda que se está propagando.

El hecho de que se pueda escuchar sonidos alrededor de las esquinas y alrededor de

barreras, involucra tanto la difracción como la reflexión del sonido. La difracción en estos

casos ayuda a que el sonido se "curve en torno a" los obstáculos. El hecho de que la

difracción sea más pronunciada con longitudes de ondas más largas implica que se puede

escuchar las frecuencias bajas alrededor de los obstáculos, mejor que las altas frecuencias.

A continuación un ejemplo de la difracción en la siguiente Fig. 1.3.

Fig. 1.3 Ejemplo de la Difracción del sonido emitido por un Altavoz.4

Después de observar dichos fenómenos en el sonido, es importante recordar que el objetivo

es comprender como se comporta para analizarlo en un recinto cualquiera, ya que dichas

características poniéndose como generales, nos llevan a retroalimentar el estudio en un

lugar.

En este caso analizaremos las reflexiones del sonido pues al analizar la evolución temporal

del sonido reflejado en un punto cualquiera del recinto objeto de estudio, se observan

básicamente dos zonas de características notablemente diferenciadas: una primera zona que

engloba todas aquellas reflexiones que llegan inmediatamente después del sonido directo, y

que reciben el nombre de primeras reflexiones o reflexiones tempranas, y una segunda

formada por reflexiones tardías que constituyen la denominada cola reverberante.

4http://tesis.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/6855/1/DISENOACUSTICO.pdf

15/05/13De Stephanie Cárdenas

13

Si bien la llegada de reflexiones al punto en cuestión se produce de forma continua, y por

tanto sin cambios bruscos, también es cierto que las primeras reflexiones llegan de forma

más discreta que las tardías, debido a que se trata de reflexiones de orden bajo

(habitualmente de orden3).

Se dice que una reflexión es de orden “n” cuando el rayo sonoro asociado ha incidido “n”

veces sobre las diferentes superficies del recinto antes de llegar al receptor. Las distintas

formas de reflexiones se muestran en la siguiente Fig. 1.4.

Fig. 1.4 Ejemplos de Reflexiones en el recinto con una Fuente Sonora.5

Desde un punto de vista práctico, se suele establecer un límite temporal para la zona de

primeras reflexiones de aproximadamente 100 ms desde la llegada del sonido directo,

aunque dicho valor varía en cada caso concreto en función de la forma y del volumen del

recinto.

La representación gráfica temporal de la llegada de las diversas reflexiones, acompañadas

de su nivel energético correspondiente, se denomina ecograma o reflectograma. En general,

las primeras reflexiones presentan un nivel energético mayor que las correspondientes a la

cola reverberante, ya que son de orden más bajo.

5 Carrión, Pp. 50

14

Además, por el hecho de depender directamente de las formas geométricas de la sala, son

específicas de cada punto y, por tanto, determinan las características acústicas propias del

mismo, juntamente con el sonido directo (Fig. 1.5).

6

1.1.4 Atenuación.

Respecto al tema de las vibraciones también puede ocurrir una disminución de sonido

denominada atenuación.

La atenuación es el reparto de energía de la onda entre un volumen de aire cada vez mayor,

es decir entre más se desplace irá repartiendo energía. No obstante, la atenuación no suele

expresarse como diferencia de potencias, más bien en unidades logarítmicas como el

decibel, para un manejo más cómodo a la hora de calcular.

6 Carrión Pp. 51

Fig. 1.5 Ejemplo de la llegada de un sonido directo y sus primeras reflexiones.

15

1.1.5 Absorción Acústica.

La absorción acústica en un recinto cualquiera, es la reducción de la energía asociada a las

ondas sonoras, tanto en su propagación a través del aire como cuando inciden sobre sus

superficies límite, es determinante en la calidad acústica final del mismo. Básicamente,

dicha reducción de energía, en orden de mayor a menor importancia, es debida a una

absorción producida por el público y las sillas.

La absorción del sonido es debidamente mayor a la presencia en el recinto de materiales

absorbentes, a los elementos absorbentes selectivos (resonadores), al público y las sillas

para el espectador.

1.1.6 Enmascaramiento.

La última característica que se hará mención es el enmascaramiento ya que es cuando se

escuchan simultáneamente dos tonos puros, el menos intenso puede resultar inaudible

aunque su nivel de intensidad esté por encima del umbral de audición, pues se dice que

queda enmascarado por el otro sonido.

Es decir que un sonido intenso y uno grave puede enmascarar a un sonido suave y agudo,

pero lo contrario no sucede, esto se debe al funcionamiento del oído interno.

Para proseguir con el análisis del estudio del sonido es importante puntualizar que el sonido

se toma como una onda que se propaga en el aire por lo tanto deben existir parámetros para

medir el sonido, uno de dichos parámetros es el decibel7.

7http://docente.ucol.mx/al058284/decibeles.htm. 17/05/13. De David Buendía.

16

1.2 Medición del Sonido en un Recinto.

1.2.1 Decibel.

La puntualización del sonido que viaja en un recinto requiere de alguna referencia

específica que muestre el comportamiento de este, así como también que permita al

ingeniero realizar cálculos para el estudio de dicho recinto. La unidad que se utiliza es el

decibel (dB) ya que es una referencia logarítmica de una cantidad fija, entre otra cantidad

de referencia (arbitraria), para este estudio la cantidad con la que se cuantificará se define

como presión sonora. Es una unidad de medida adimensional y relativa (no absoluta), que

es utilizada para facilitar el cálculo y poder realizar gráficas en escalas reducidas,

simplemente una herramienta matemática.

1.2.2 Presión Sonora.

Característica que ayuda a dimensionar el sonido, pues el producto de la propagación

propia del ruido ocurre cuando se produce un sonido, la presión del aire que nos rodea

cambia levemente según avanza la onda de propagación, aumentando y disminuyendo en

pequeñas fracciones de segundo a esta diferencia instantánea de presión debida a la onda

sonora se llama presión sonora.

1.2.3 Potencia Acústica.

Valor intrínseco de la fuente que no depende del local donde se halle, el valor no varía por

estar en un local reverberante o en uno seco. Al contrario de la Presión sonora que sí varía

según varíe las características del local donde se halle la fuente y la distancia.

1.2.4 Ruido y Tipos de Ruido: Ruido Blanco, Ruido Rosa, Ruido de Impacto.

Existen algunos factores externos al sonido como lo es el ruido. Denominado por Cerasale

“El ruido es sonido no deseado, "Ruido" viene del latín, "rugitus", rugido”. (Artículo

NoisePollutionClearinghouse, Mayo 2013).

17

Pero existen diferentes tipos de ruido como lo es el ruido blanco, es un sonido cuya

densidad de potencia espectral es esencialmente independiente de la frecuencia y por tanto

en las bandas de frecuencia en las que oscila son todas las denominadas bandas de

frecuencias, mientras que el ruido rosa tiene un espectro continúo de frecuencia y una

potencia constante dentro de una anchura de banda proporcional a la frecuencia central de

la banda por tanto se dice que contiene todas las bandas de frecuencia bajas, y finalmente el

ruido de impacto es el que se produce cuando colisionan dos masas es decir es el ruido

originado por golpes o vibraciones sobre una estructura sólida como medio principal de

propagación y luego emitido hacia el aire por ésta.

1.2.5 Sonómetro y Sonómetro Integrador.

Hay diferentes formas de contabilizar el acondicionamiento de un recinto, y en épocas

antiguas el único uso que tenían era el oído humano, pero debido a la complejidad del

funcionamiento del oído humano, hasta el momento actual no ha sido posible diseñar un

aparato de medida objetiva del sonido que sea capaz de dar unos resultados del todo

equivalentes, para cualquier tipo de sonido, a las valoraciones subjetivas asociadas al

mismo. Sin embargo, resulta evidente la necesidad de disponer de un instrumento

electrónico que permita medir sonidos bajo unas condiciones rigurosamente prefijadas, de

manera que los resultados obtenidos sean siempre objetivos y repetitivos, dentro de unos

márgenes de tolerancia conocidos. Dicho aparato recibe el nombre de sonómetro.

En concreto, el sonómetro mide el nivel de ruido que hay un determinado lugar y en un

momento dado. La unidad con la que trabaja el sonómetro es el decibel. Si no se usan

curvas ponderadas (sonómetro integrador), se entiende que son decibel NPS.

El sonómetro integrador realiza medidas del nivel de presión sonora obtenido como

resultado de promediar linealmente la presión sonora cuadrática instantánea a lo largo del

tiempo de medida. Dicha medida se denomina nivel continuo equivalente de presión sonora

y se designa por Nivel equivalente8.

8 Carrión, Pp.41

18

Este tipo de sonómetro representa la alternativa actual al sonómetro convencional, ya que

permite disponer de tiempos de promediado más largos, pudiendo llegar a muchos minutos

o, incluso, horas.

Habitualmente, las medidas se realizan utilizando la red de ponderación A, en cuyo caso la

designación correcta sería NAeq. Ahora bien, como la ponderación A está totalmente

generalizada, la representación mediante las letras Neq supone implícitamente el uso de la

ponderación A, a menos que se indique expresamente lo contrario.

1.2.6 Aislamiento y Acondicionamiento Acústico: Principio de Aislamiento, Pérdida

por Transmisión.

Un recinto ya evaluado para su reacondicionamiento tiene que seguir ciertos pasos para

llegar a ser un lugar con las especificaciones correctas o deseadas para un desempeño

optimo en sus funciones comenzaremos describiendo el Aislamiento Acústico.

Que supone impedir que un sonido penetre en un medio, o que salga de él. Por ello, para

aislar se usan tanto materiales absorbentes, como materiales aislantes. Al incidir la onda

acústica sobre un elemento constructivo, una parte de la energía se refleja, otra se absorbe y

otra se transmite al otro lado como se muestra en la Fig. 1.6.

Figura 1.6 Direcciones de las distintas ondas.

Todas las técnicas empleadas para conseguir un adecuado nivel de aislamiento acústico se

basan en una serie de principios físicos que a continuación se desarrollan.

19

Principio 1:

Masa

El primer principio del aislamiento acústico es la masa del confinamiento, la cual actúa en

el sentido de obstruir la transmisión directa del ruido al producir oscilaciones más débiles

del elemento de separación.

El efecto de doblar la masa del confinamiento es un aumento de 6 dB del nivel de

aislamiento acústico. Así para requerimientos elevados de aislamiento resulta impracticable

emplear únicamente esta estrategia al obtenerse confinamientos excesivamente pesados.

Principio 2:

Desacoplamiento mecánico

En la transmisión de caminos de ruido desde un local emisor a otro receptor intervienen

distintas vías o transmisión.

El principio del desacoplamiento mecánico se basa en inhibir la transmisión del sonido por

las distintas vías o caminos mediante el empleo de soluciones constructivas multicapa y

elementos auxiliares.

Algunos ejemplos de este principio son los confinamientos de doble hoja con cámara de

aire interior, el empleo de bandas desolarizantes, etc.

Uno de los aspectos a tener en cuenta sobre el desacoplamiento mecánico es que este es

dependiente de la frecuencia de la onda sonora incidente, existiendo determinadas

frecuencias (frecuencias de resonancia) a las que el aislamiento es prácticamente

inexistente.

El desacoplamiento mecánico es muy efectivo, pero deben tenerse en cuenta las frecuencias

de resonancia en el diseño.

20

En la siguiente Fig. 1.7se puede observar la mejora conseguida mediante desacoplamiento

mecánico en tabiques de yeso laminado.

Fig. 1.7 Desacoplamiento.

Principio 3:

Absorción

Instalar un material absorbente en el espacio vacío de una pared o techo aumenta las

pérdidas de energía de la energía sonora que la atraviesa.

Por otro lado el empleo de este tipo de materiales disminuye la frecuencia de resonancia del

conjunto de elementos desacoplados mecánicamente.

Un aspecto a tener en cuenta sobre el empleo de materiales absorbentes es su pérdida de

efectividad a bajas frecuencias.

Cabe señalar que el problema del aislamiento acústico no se resuelve únicamente

empleando materiales absorbentes ni aumentando la densidad del material empleado.

Principio 4:

Resonancia

Este principio actúa en contra de los tres anteriores facilitando al sonido atravesar el

cerramiento. A las frecuencias de resonancia hasta un cerramiento desacoplado

mecánicamente y con material absorbente en su interior vibra libremente facilitando el paso

de la energía sonora.

21

Las dos mejores estrategias para eliminar el fenómeno de la resonancia son:

Atenuar la resonancia: reduciendo el efecto de la resonancia y la energía sonora

transmitida. El empleo de materiales compuestos a base de láminas visco

elásticas permite atenuar el efecto de la resonancia.

Mover la frecuencia de resonancia: el contenido en frecuencia de los ruidos que se

dan habitualmente en el interior de los edificios no suele presentar frecuencias

inferiores a los 100 Hz, por tanto se debe intentar que la frecuencia de resonancia

se encuentre presente a la frecuencia más baja posible. Por otro lado el oído

humano es menos sensible a este rango de frecuencias que a otras más elevadas.

Principio 5:

Conducción

El último principio del aislamiento acústico es la conducción. El ruido se transmite desde

un recinto emisor a otros recintos emisores por caminos distintos al de la propia partición

que los separa, es la conocida como transmisión por flancos o transmisiones indirectas.

Fig. 1.8 Mecanismo de Transmisión.

Este mecanismo de transmisión (Fig. 1.8) es especialmente relevante en la transmisión de

ruidos estructurales.

Para reducir los ruidos transmitidos por conducción se puede actuar de distintas maneras:

Mediante discontinuidades mecánicas que rompan determinadas vías de

transmisión.

22

Aumentar la amortiguación de la propia estructura.

Una estrategia muy efectiva es el tratar las superficies del recinto emisor de manera que el

ruido quede amortiguado en el propio recinto en el que se genera.

En determinadas ocasiones la mejora de aislamiento acústico de una partición no se puede

conseguir mediante el tratamiento del propio elemento separador, si no que la única vía es

evitar las transmisiones indirectas.

También las pérdidas por transmisión indican la capacidad de una pared para no transmitir

las ondas sonoras. Estas pérdidas dependen sobre todo de su masa por unidad de área, su

rigidez y el amortiguamiento en el material. En las construcciones típicas, estas pérdidas

varían entre 30 y 70 dB.

Se conoce como perdida por transmisión a la relación entre la energía sonora incidente

sobre la pared y la energía sonora transmitida. Se expresa en dB y posee un valor distinto

para cada frecuencia de excitación del material:

𝑇𝐿 = 10 log1

𝜏 Ec. (1.4)

Siendo

𝜏 =𝑊𝑇

𝑊𝑖 Ec. (1.5)

Dónde:

TL= Perdidas por Transmisión [dB]

WT= Energía sonora transmitida [J]

Wi= Energía sonora incidente [J]

τ= Coeficiente de Transmisión

23

En la práctica interesa conocer el aislamiento acústico que ofrecen los distintos materiales

para las frecuencias audibles.

Un esquema simplificado de la variación de la Pérdida por Transmisión con la frecuencia

para paredes simples se presenta en la Fig. 1.9.

Fig. 1.9Pérdidas de Transmisión.

Pueden distinguirse tres zonas:

a) Región 1: a bajas frecuencias la pérdida por transmisión está controlada por la

rigidez del panel, que origina que éste se comporte como una membrana,

presentando una serie de frecuencias naturales de resonancia para las cuales

disminuye la pérdida por transmisión.

b) Región 2: el movimiento del panel está controlado por la masa del mismo.

Matemáticamente, la pérdida por transmisión de esta región puede calcularse, para

un ángulo de incidencia de las ondas sonoras, por la expresión:

𝑅𝑂 = 10 log[1 + [𝜔𝑛

2𝜌𝑐] cos(𝐻)]2 Ec. (1.6)

24

Dónde:

m= Masa superficial del panel, en [Kg/m2]

ω = Frecuencia de la onda incidente [Hz]

ρ = Densidad del aire, en [Kg/m3]

c = Velocidad del sonido en el aire, en [m/s]

RO= Perdida por transmisión.

A efectos prácticos esta expresión puede aproximarse, con suficiente exactitud, por:

𝑅𝑂 = 20 log mf– 43 Ec. (1.7)

1.2.7 Criterios de Evaluación del Ruido de Fondo en un Recinto, Curvas NC.

Los criterios de evaluación del ruido de fondo, nacen a partir de la necesidad de tener una

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

Las curvas NC (en inglés Noise Criteria ó Criterio de Ruido traducidas al español) fueron

creadas en 1957 por Leo Beranek con el fin de evaluar los niveles de ruido y a su vez

controlar que el ruido no perturbe la comunicación en una sala. Estas curvas consideran los

niveles de interferencia y de sonoridad. Leo L. Beranek hace mención:

“…las curvas NC siguen de forma aproximada la evolución de la sensibilidad del oído en

función de la frecuencia. Ello significa que para una determinada curva NC los niveles

NPS(Nivel de Presión Sonora en español, “SPL” Level Sound Pressure en inglés) máximos

permitidos a bajas frecuencias (sonidos graves) son siempre más elevados que los

correspondientes a frecuencias altas sonidos agudos), ya que el oído es menos sensible a

medida que la frecuencia considerada es menor.”(Noise Criteria NC, 1957).

Las curvas NC también son utilizadas para alcanzar una óptima calidad de aislamiento

luego que, como se menciona anteriormente, el oído no es igual de sensible en todas las

frecuencias. Igualmente, el aislamiento es diferente para cada banda según el confort

requerido.

25

Para obtener la curva NC se trazan los niveles por banda de octavas para un determinado

espectro de ruido. A éste se le da una apreciación NC dependiendo de la curva que se

encuentre seguida. Es decir que se asigna la curva NC que esté más próxima del valor más

elevado del contenido frecuencial.

Para grandes locales, existen diferentes criterios a la hora de establecer unas

especificaciones acústicas máximas admisibles con el fin de asegurar una calidad sonora

determinada.

Con este criterio, es posible que varios espectros sonoros muy distintos entre sí, y por tanto

que induzcan grados de molestia distintos, sean sin embargo tangentes a la misma curva

NC y que por tanto tengan todos el mismo índice NC (Fig 1.11).

Fig. 1.11 Curvas NC.

El límite a frecuencias bajas de cada curva está determinado por una parte por el umbral de

audición y por otra por la posibilidad de excitación de vibraciones en estructuras ligeras y

con frecuencias de resonancia bajas (como por ejemplo los paneles acústicos de dobles

techos).

La Tabla 1.1. Muestra una lista de criterios para ruido de fondo recomendados según el

espacio que tenga el recinto a analizar. Estos criterios se expresan en función de los dos

procedimientos más utilizados para la medición de ruidos.

CRITERIO DE RUIDO NC

26

Se empleará el criterio NC cuando la calidad de uso del espacio no sea tan exigente y

permita tolerar un ruido de fondo de características retumbantes, consonantes o tonales,

siempre que no excedan ciertos límites.

Tabla 1.1 Criterio para ruido de fondo

recomendados.

Recinto NC dB(A)

Estudios de radio, tv. 25 33

Salas de música, auditorios. 20 28

Teatros. 25 33

Hospitales. 30 38

Iglesias. 35 43

Viviendas, Hoteles. 35 43

Salas de lectura, aulas, 30 38

Salas de conferencias pequeñas. 30 38

Oficinas, restaurantes. 45 53

Juzgados. 40 48

Oficinas medias. 35 43

Bibliotecas. 35 48

Oficinas grandes, bancos, tiendas. 45 53

Cines 35 43

1.2.8 Procedimiento para Diseñar el Aislamiento y el Acondicionamiento Acústico del

Recinto.

El procedimiento que se lleva a cabo para diseñar el aislamiento acústico de un recinto es el

siguiente:

Evaluar la problemática de ruido, preferentemente mediante mediciones de campo

o buscar medidas sonoras similares de ruido en el espacio que se desea evaluar,

empleando el espectro acústico por bandas de octava o el nivel sonoro con

ponderación “A”.

Elegir alguno de los criterios de ruido existentes (“NC”), considerando el uso del

recinto, así definimos los valores permisibles, en términos de niveles sonoros A

(niveles de presión acústica con ponderación “A”), o espectro acústico (niveles de

presión acústica en función de bandas de octava).

27

Obtener la diferencia entre los valores asociados a la magnitud del ruido en el

exterior del local y los que establece el criterio de ruido a cumplir en el interior.

Es preferible utilizar niveles de presión acústica por bandas de octava para describir

la magnitud del ruido y el criterio de ruido, ya que nos aporta mayor información.

En este caso, la diferencia resultante sería la guía necesaria para elegir el material

más apropiado, en función de la pérdida por transmisión (TL o R) en dB requerida

por cada banda de octava. Es importante considerar la absorción del recinto

receptor y el área de la división constructiva involucrada. Se recomienda utilizar

materiales que superen la exigencia mínima. Es importante considerar el cálculo de

pérdida por transmisión compuesta o total cuando se combinan diferentes

materiales ubicados en el mismo plano, por ejemplo, cuando se combina el material

de un muro con puertas y ventanas.

Si no contamos con la información del espectro acústico, podemos usar un recurso

más limitado que es la diferencia de los niveles sonoros en dBA de la magnitud del

ruido presente en el exterior del recinto y del criterio de ruido. Este valor se emplea

para elegir el material más apropiado en función del parámetro Clase de

Transmisión Sonora “STC” (Abreviatura de los términos en inglés

SoundTransmissionClass). Es conveniente seleccionar un material cuya

especificación STC sea mayor que el valor mínimo requerido.

Ya que se cuenta con el aislamiento acústico nos concentraremos en definir el

acondicionamiento acústico que es una parte fundamental en el diseño. Cuando una sala de

cine no posee un acondicionamiento acústico apropiado, la reproducción del video y las

actividades que se lleven a cabo dentro del recinto provocará una mala difusión del sonido,

por ejemplo las últimas filas no perciben el sonido de igual manera y tienen que esforzarse

para escuchar correctamente.

El acondicionamiento acústico engloba todas aquellas técnicas destinadas a corregir y

adecuar el campo sonoro en el interior de una sala, con el fin de lograr los objetivos

acústicos deseados.

Para acondicionar acústicamente una sala se necesita previamente conocer su

comportamiento sonoro.

28

Podemos distinguir dos tipos de acondicionamiento:

Acondicionamiento primario: Es aquel que se aplica durante la fase de diseño, antes

de la construcción de la sala. Así, mediante programas de simulación acústica es

posible analizar el efecto que tiene la utilización de distintos materiales de

construcción y seleccionar cuáles son los más idóneos. Y también, se puede variar

la geometría y el volumen de la sala para que se adapte a los requisitos acústicos:

tiempo de reverberación óptimo, eliminación de ecos, etc.

Acondicionamiento secundario: Este acondicionamiento se aplica como corrección

a un modelado incorrecto, es decir, la sala ya ha sido edificada. Y consiste en la

aplicación de materiales de acondicionamiento: absorbentes, resonadores,

reflectores y difusores. Las soluciones que se adopten dependerán del defecto que se

trate de eliminar o, al menos, reducir. Con este acondicionamiento mejorarán las

condiciones acústicas del recinto, pero los resultados no serán tan óptimos como los

conseguidos con el acondicionamiento primario.

Para un acondicionamiento óptimo de un recinto se utilizan distintos materiales absorbentes

(Fig. 1.12) y los absorbentes selectivos (resonadores), expresamente colocados sobre

determinadas zonas a modo de revestimientos del recinto.

Todas aquellas superficies límite de la sala son susceptibles de entrar en vibración; como

por ejemplo: puertas, ventanas y paredes separadoras ligeras.

Figura 1.12 Diseño Acústico con materiales absorbentes.

La absorción del sonido en el aire tiene una gran importancia, esta absorción es debida a la

conversión de energía en calor por la vibración de las moléculas. Una onda acústica

periódica que se propaga en un gas produce una sucesión de compresiones y expansiones

adiabáticas alternadas en el gas, en la cual la temperatura aumenta cuando el gas se

comprime y disminuye cuando se expande. La alternancia, en general, es tan rápida que no

hay suficiente tiempo para que el calor fluya alejándose y de este modo se resta como una

29

pérdida de la onda acústica. Esta condición no es necesariamente cierta dentro de los poros

de un material absorbente de sonido, en el cual las paredes establecen condiciones

isotérmicas (temperatura constante) restando energía acústica, en forma de calor, de la onda

acústica con tal que los cambios de temperatura no sean demasiado rápidos, como para las

frecuencias inferiores a 500 Hz.

Aunque esta alternancia en presión y temperatura es rápida y en fase, de modo que un

aumento en la presión es simultáneamente proporcional a un aumento en la temperatura, el

proceso adiabático completo es bastante lento para permitir la conversión de la energía

traslacional de las moléculas que se mueven en la misma dirección de la propagación del

sonido en la energía de vibración de la moléculas a medida que son calentadas durante un

ciclo de compresión, y la conversión de la energía de vibración de las moléculas

nuevamente en energía traslacional de las moléculas a medida que se enfrían durante un

ciclo de expansión. Sin embargo, cuando esta alternancia es del orden del “tiempo de

relajación” requerido para el equilibrio térmico, una porción de la energía de vibración no

puede regresar a energía traslacional, de modo que ocurre una diferencia de fase entre la

presión y la temperatura, lo cual conduce a una atenuación de la onda acústica. Solo hay

generalmente absorción molecular inapreciable de energía acústica en un gas, excepto a las

frecuencias para las cuales el periodo es del tiempo de relajación, el cual es a su vez una

función del gas y de su temperatura. Peculiarmente, es una cierta concentración de vapor de

agua en el aire la que conduce a absorción del sonido anormalmente grande a las

frecuencias audibles más altas en este medio.

Al conocer la absorción del aire por consiguiente debemos de conocer los coeficientes de

absorción que son algo indispensable dentro de un recinto y es cuando una onda de sonido

en una habitación choca contra una superficie, una cierta fracción de ella se absorbe, y una

cierta cantidad se transmite en la superficie. Ambas cantidades se pierden de la habitación,

y esta pérdida fraccional se caracteriza por un coeficiente de absorción a, que puede tomar

valores de 0 a 1, siendo 1 absorbente perfecto.

a= Coeficiente de Absorción.

aS= Área de Absorción Efectiva.

30

El área de absorción efectiva es un factor para determinar el tiempo de reverberación de un

auditorio. El coeficiente de absorción de una superficie normalmente cambia con la

frecuencia, de modo que el tiempo de reverberación es también dependiente de la

frecuencia. Una tabla de coeficientes de absorción se puede utilizar en los cálculos de

tiempo de reverberación con la fórmula de Sabine.

El éxito en el diseño acústico de cualquier tipo de recinto, una vez fijado su volumen y

definidas sus formas, radica en primer lugar en la elección de los materiales más adecuados

para utilizar como revestimientos del mismo con objeto de obtener unos tiempos de

reverberación óptimos. Además, en según qué tipo de espacios, resulta necesario potenciar

la aparición de primeras reflexiones (es el caso de teatros y salas de conciertos) y/o

conseguir una buena difusión del sonido (exclusivamente en el caso de salas de conciertos).

Se describen los diferentes tipos de materiales y elementos utilizados a tal efecto, así como

sus características básicas. Cada uno de ellos produce principalmente uno de los siguientes

efectos sobre la energía sonora.

Los materiales porosos están constituidos por una estructura granular o fibrosa,

presentando una gran cantidad de intersticios o poros comunicados entre sí.

Al incidir la onda acústica sobre la superficie de estos materiales, un alto porcentaje de los

mismos penetra por los poros haciendo entrar en vibración a las fibras produciéndose una

transformación de la energía acústica en energía cinética, con lo que el aire que ocupa los

poros entra en movimiento produciéndose una pérdida de energía por el rozamiento de las

partículas.

Los materiales rígidos y no porosos utilizados en la construcción de las paredes y techo del

recinto (como, por ejemplo, el hormigón).Antes de exponer con detalle y por separado las

diferentes características de absorción de los elementos anteriores, es preciso seguir la

recomendación de tipo práctico expuesta a continuación.

Las características de absorción de los materiales absorbentes y de los resonadores

dependen no sólo de sus propiedades físicas, sino también en gran parte de un sinfín de

condicionantes y detalles constructivos, que varían sustancialmente de un caso a otro y que

no se pueden representar mediante una expresión matemática. Es por ello que, para

31

realizar cualquier diseño acústico, resulta imprescindible disponer de los coeficientes de

absorción obtenidos mediante ensayos de laboratorio, según un procedimiento homologado

(norma ISO).

Los materiales poroso-elásticos presentan un esqueleto flexible o elástico, el mismo que

está sujeto a vibraciones al igual que el aire contenido en los poros. Generalmente se los

instala como sistema de dos capas con la formación: capa de material absorbente-aire-capa

de material-aire-pared, una de sus características principales de estos materiales son al

aumentar el número de capas del sistema, de una a dos, aumenta de manera significativa las

frecuencias para las que el coeficiente de absorción es relativamente alto.

Los sistemas de paneles perforados como los sistemas de paneles rígidos, pueden incluirse

fácilmente en el plan general de diseño arquitectónico, pudiendo seleccionarse las

dimensiones del sistema y su decoración externa.

El diagrama de las aberturas y su forma y figura pueden variarse de acuerdo con el diseño.

Los sistemas son duraderos y el gasto económico está justificado. El tratamiento de un

recinto con sistemas de paneles perforados tiene que asegurar que todos los elementos

calculados de la construcción se realicen en la práctica, ya que sus propiedades acústicas

dependen en primer lugar de esto.

Los sistemas de paneles perforados consisten en paneles separados, tales que rompan la

impresión de continuidad de la superficie en el tratamiento decorativo de las paredes o

techo o pared del recinto. Se usa un nuevo método de diseño para separar los puntos entre

los paneles individuales en las superficies interiores del recinto. Consiste en poner listones

de madera o metal delgado entre las filas de las aberturas. A menudo se emplean listones

semejantes en el tratamiento de superficies cubiertas de materiales absorbentes sonoros,

para paneles perforados y para sistemas porosos.

El tipo de producto singular más ampliamente usado de este grupo es el designado como

paneles metálicos perforados con relleno de fibra mineral. Se le da al panel un acabado con

esmaltes de alta calidad, que lo hace particularmente adecuado en las instalaciones donde es

necesario un lavado frecuente.

32

Los sistemas de paneles rígidos tienen un gran número de ventajas artísticas y de

construcción comparados con los materiales porosos como son resistencia a los golpes,

duración y la posibilidad de aceptar alguna clase de superficie tratada y redecorada; pueden

barnizarse pulirse o pintarse.

En el sistema de paneles retirables su tamaño debe ser variado, con el fin de que el ancho

del rango de frecuencia sea el adecuado para el coeficiente de absorción. Esta variación se

debe a la aparición de huecos entre la unión de los paneles individuales y en las

proyecciones sobre las superficies en puntos donde la distancia entre la pared y el sistema

cambia.

En aquellos recintos donde no existe suficiente superficie disponible para el montaje de la

cantidad de material absorbente necesaria, o bien donde es imprescindible aumentar la

superficie de absorción más allá de la estrictamente asociada a las superficies límite, se

suele recurrir a la utilización de materiales absorbentes suspendidos del techo. Dichos

materiales se suelen utilizar en espacios de dimensiones medias o grandes, como por

ejemplo, comedores, talleres, fábricas y polideportivos.

1.2.9 Tiempo de Reverberación TR, Tiempo Óptimo de Reverberación Top, Tiempo

de Reverberación Equivalente Teq, Tiempo de Reverberación Efectivo Tef, Método

Sabine y NorrisEaring.

Con el fin de poder cuantificar la reverberación de un recinto, se define el tiempo de

reverberación (de forma abreviada TR) a una frecuencia determinada como el tiempo (en

segundos) que transcurre desde que el foco emisor se detiene hasta el momento en que el

nivel de presión sonora NPS cae 60 dB con respecto a su valor inicial.

Un recinto con un TR grande se denomina “vivo” (nave industrial, iglesia, etc.), mientras

que si el TR es pequeño recibe el nombre de recinto “apagado” o “sordo” (locutorio,

estudio de grabación, etc.). Ambas denominaciones llevan a concluir que el nivel de campo

reverberante aumenta con el tiempo de reverberación.

33

Por lo general, el TR varía con la frecuencia, tendiendo a disminuir a medida que ésta

aumenta. Ello es debido, en parte, a las características de mayor absorción con la frecuencia

de los materiales comúnmente empleados como revestimientos, así como a la absorción del

aire, especialmente manifiesta en recintos grandes y a altas frecuencias.

Valores recomendados del Tiempo Óptimo de Reverberación

Habitualmente, cuando se establece un único valor recomendado de TR para un recinto

dado, se suele hacer referencia al obtenido como media aritmética de los valores

correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1kHz, se representa por TR mid.

En general, el valor más adecuado de TR mid depende tanto del volumen del recinto como

de la actividad a la que se haya previsto destinarlo. Cuando se trata de salas destinadas a la

palabra por ejemplo, es conveniente que los valores de TR sean bajos, con objeto de

conseguir una buena inteligibilidad, mientras que en el caso de salas de conciertos son

recomendables unos valores apreciablemente más elevados a fin de que la audición musical

resulte óptima. En la Tabla 1.2, se dan los márgenes de valores recomendados de TR mid

para diferentes tipos de salas en el supuesto de que estén ocupadas.

Tabla 1.2 Márgenes de valores recomendados de TRmid en función del tipo de

sala.

TIPO DE SALA TRmid, SALA OCUPADA EN (s)

Sala de conferencias. 0,7-1,0

Cine. 1,0-1,2

Sala polivalente 1,2-1,5

Teatro de ópera 1,2-1,5

Sala de conciertos (música de cámara). 1,3-1,7

Sala de conciertos (música sinfónica). 1,8-2,0

Iglesia/catedral (órgano y canto coral). 2,0-3,0

Locutorio de radio. 0,2-0,4

Cálculo del tiempo de reverberación

Si bien existe un gran número de fórmulas para el cálculo teórico del TR, la fórmula clásica

por excelencia, y aceptada como de referencia a nivel internacional por su sencillez de

cálculo, es la denominada fórmula de Sabine. La correspondiente expresión matemática,

34

obtenida aplicando la teoría acústica estadística y despreciando el efecto de la absorción

producida por el aire, es la siguiente:

𝑇𝑅 = 0.161𝑉

𝐴𝑡𝑜𝑡 Ec. (1.8)

Dónde:

TR=Tiempo de Reverberación [s].

V = Volumen del Recinto [m3].

Atot =Absorción Total del Recinto (definida seguidamente.)

El grado de absorción del sonido de un material cualquiera se representa mediante el

llamado coeficiente de absorción . Se define como la relación entre la energía absorbida

por dicho material y la energía incidente sobre el mismo:

𝛼 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 Ec. (1.9)

Sus valores están comprendidos entre 0 (correspondiente a un material totalmente

reflectante) y 1 (caso de absorción total). El valor de alfa está directamente relacionado con

las propiedades físicas del material y varía con la frecuencia. En cuanto a la denominada

absorción A de un material cualquiera, ésta se obtiene como resultado de multiplicar su

coeficiente de absorción alfa por su superficie S. La unidad de absorción es el Sabin (1

Sabin corresponde a la absorción de 1m2 de ventana abierta).

Finalmente, y debido a que un recinto está constituido por distintas superficies recubiertas

de materiales diversos, se define la absorción total Atot como la suma de todas y cada una

de las absorciones individuales, es decir:

𝐴𝑡𝑜𝑡 = 𝛼1𝑆1 + 𝛼2𝑆2 + ⋯ + 𝛼𝑛𝑆𝑛 Ec. (1.10)

35

A partir de Atot es posible calcular el coeficiente medio de absorción ᾱ dividiendo la

absorción total Atot por la superficie total del recinto St:

ᾱ =𝐴𝑡𝑜𝑡

𝑆𝑡 Ec. (1.11)

Donde:

St = S1 + S2+ .....+ Sn = superficie total del recinto (paredes + techo + suelo)

Con todo lo anterior, el tiempo de reverberación se puede expresar como sigue:

𝑇𝑅 =0.161𝑉

ᾱ𝑆𝑡 Ec. (1.12)

Según se observa, el TR calculado a cada frecuencia de interés mediante dicha fórmula no

tiene en cuenta la ubicación del receptor, es decir, es único para cada recinto. Ello es

consecuencia de que la misma surge exclusivamente de la aplicación de la acústica

estadística.

Por otra parte es preciso comentar que, a pesar de la utilización universal de esta fórmula,

su validez se circunscribe al caso de recintos con las siguientes características:

Decaimiento energético exponencial asociado a un campo sonoro perfectamente

difuso (la energía se propaga con la misma probabilidad en todas las direcciones)

Geometría regular de la sala

Coeficiente medio de absorción ᾱinferior a, aproximadamente, 0,4

36

Durante los años 1930 - 1932 Eyring y Norris desarrollaron de forma independiente una

teoría de la reverberación que tuviera validez cuando en el recinto existe una elevada

absorción. Hay que tener presente que la teoría de Sabine fue concebida para salas con un

grado de absorción pequeño.

) 1( ln

161,0

aS

VTR

Ec. (1.13)

Dónde:

V Volumen del Recinto, en m3

n

i

iSS1

Área Total del Recinto, en m2

1

S

aS

a

n

i

ii

Coeficiente de Absorción Promedio del Recinto

iS Área de la Superficie “i”, en m2

ia Coeficiente de Absorción de la Superficie “i”

El TR resulta ser un parámetro fundamental en el diseño acústico de recintos. Ahora bien,

en la práctica se utilizan una serie de parámetros complementarios que, por estar

fundamentados en la acústica geométrica, dependen de la situación del receptor. La

optimización de todos ellos en la fase de diseño permite garantizar con un elevado grado de

fiabilidad la obtención de una acústica adecuada, una vez construido el recinto.

Medida del tiempo de reverberación

El TR se calcula a partir de la curva de decaimiento energético, medida en un punto

cualquiera de una sala. Dicha curva se puede obtener como respuesta a la emisión de un

sonido intenso y breve, o bien más modernamente, mediante técnicas cómo TDS (Time

37

Delay Spectrometry en inglés, Tiempo de Retardo de Espectrometría en español) ó MLS

(Maximum Lenght Sequence en inglés, Longitud Máxima de Secuencia en español) que

permiten obtener en cada punto de interés la curva de decaimiento energético, denominada

curva energía-tiempo ETC (Energy Time Curve en inglés) de forma rápida.

A partir de la obtención de dicha curva en distintos puntos del recinto considerado, es

posible extraer una gran cantidad de información sobre las características acústicas del

mismo.

La obtención del TR a cada frecuencia de interés, a partir de la correspondiente curva ETC,

no se lleva a cabo directamente por simple observación del tiempo que transcurre hasta que

el nivel disminuye 60 dB.

Ello es debido a que dicha curva presenta irregularidades, a pesar de que su decaimiento

asintótico es efectivamente en forma de línea recta. El motivo de la aparición de dichas

irregularidades es que en ningún recinto real existe un campo sonoro perfectamente difuso.

Teóricamente, sería necesario repetir la medida de la curva ETC un número infinito de

veces para, posteriormente, obtener una curva promedio exenta ya de irregularidades.

En la práctica, la determinación del TR se realiza aplicando el método de Schroeder; dicho

investigador demostró matemáticamente que la curva promedio anterior se puede obtener

de forma totalmente equivalente a base de integrar (sumar) todas las contribuciones

energéticas asociadas a una única curva ETC, desde un instante de tiempo infinito (en la

práctica, habitualmente entre 1 y 3 segundos) hasta el instante inicial.

Fig. 1.13 Curva ETC y curva utilizada para el cálculo del TR, obtenida como resultado de la integración de la ETC

38

En la Fig. 1.13se muestra una curva ETC de ejemplo, la curva obtenida a partir de la

integración temporal de la ETC y el valor del TR calculado a partir de esta última. En la

práctica, nunca es posible observar una caída de 60 dB, por falta de margen dinámico. En

consecuencia, es el usuario quien fija los instantes iníciales y final, a partir de los cuales el

sistema de medida calcula automáticamente el TR.

En el ejemplo anterior, se han fijado unos márgenes tales que la disminución de nivel es de

20 dB, ya que corresponde al tramo más recto de la curva. En este caso, el TR se obtiene

multiplicando por 3 el tiempo asociado a dicha disminución.

Finalmente, conviene señalar que la manera práctica de obtener el valor del TR

representativo de una sala, a cada de frecuencia de trabajo, consiste en promediar los

valores medidos en diferentes puntos de la misma (habitualmente entre 10 y 15 puntos,

según su volumen).

Se le denomina Top (Tiempo Óptimo de reverberación) al que proporciona la mejor

calidad del sonido de un recinto, pudiéndose determinar solo por métodos experimentales, y

dependiendo del uso del recinto, de sus dimensiones, de la naturaleza de la fuente sonora,

del tipo de obra musical y de las frecuencias sonoras.

Se le llama Teq (Tiempo de Reverberación Equivalente), al que corresponde a la

percepción subjetiva. Esta reverberación tiene una importancia especial en la determinación

de la influencia de las condiciones acústicas de un micrófono, como resultado de la

distancia entre la fuente sonora y el micrófono, así como de la direccionalidad del mismo.

Se define como Tef (Tiempo de Reverberación Efectivo), a la suma de los tiempos de las

secciones correspondientes a las primera T1 y a la segunda T2 etapas de caída de la energía

sonora, debidas la primera a los rayos reflejados de orden superior.

El tiempo de reverberación es el principal criterio para evaluar el comportamiento acústico

de un recinto, aunque no el único.

39

En función del empleo que tenga un local, deberá ser el valor de su tiempo de

reverberación, así como su variación en función de la frecuencia, considerando que las

curvas corresponden a recintos con buena acústica, a frecuencias medias.

A continuación se muestran diferentes recintos con su gráfica ideal que corresponde a la

variación del tiempo de reverberación respecto a su volumen (Fig. 1.14)

1. Música religiosa 2. Salas de conciertos para música orquestal

3. Salas de conciertos para música ligera 4. Estudios de concierto

5. Salas de baile 6. Teatros de ópera

7. Auditorios para la palabra 8. Cines y salas de conferencias

9. Estudios de televisión 10. Estudios de radio

Figura 1.14 Variación del tiempo de reverberación con el volumen a frecuencias medias.

1.2.10 Acústica Básica en una sala de Cine.

En la fase inicial, deben determinarse la forma y dimensiones del recinto compaginando al

máximo los criterios acústicos y los estéticos. Es primordial definir las dimensiones en

función del tiempo de reverberación óptimo y el aforo que tendrá la sala de cine.

El techo es la mayor superficie que puede transmitir el sonido de forma homogénea hacia la

audiencia es por esto que su altura es vital en el diseño, ya que modifica el volumen de la

sala cinematográfica.

40

El suelo del recinto debe tener la forma más adecuada para limitar el fenómeno de la

difracción en las cabezas del público. Se puede demostrar que cuando se preserva la línea

de visión del escenario para cada oyente, no sólo se mejora la percepción visual, sino

también la auditiva.

La disposición ideal del suelo del recinto para preservar las líneas de visión del público con

el escenario es la espiral logarítmica, por lo que suelen utilizarse aproximaciones de esta

curva.

Factores que modifican las cualidades acústicas de una sala de cine

Existen varios factores que modifican la acústica de una sala de cine. Algunos de ellos se

basan en criterios objetivos, mientras otros lo hacen en factores más intangibles. Por esta

razón no existe una acuerdo completo acerca de cuáles deben ser los valores de algunos de

ellos para obtener una buena acústica.

A continuación se harán mención de algunos:

Reflexión de Ondas sonoras en paredes y techos.

Distribución uniforme del sonido.

Intensidad sonora suficiente en toda la sala.

Eliminación de Ruidos no deseados.

Dirección de la llega el sonido reflejado.

El campo de la Acústica Arquitectónica es importante desarrollar juicios subjetivos y

criterios estéticos. Sin embargo existen unas normas básicas que deben cumplirse.

41

CAPÍTULO II. SONORIZACIÓN.

Un entorno acústico es aquel espacio cerrado en este caso, por el que se desplaza el sonido

procedente de una o más fuentes, según sea el caso del entorno, el sonido llega hasta los

oídos de los oyentes directamente o por reflexión sobre las paredes.

Se entiende como refuerzo sonoro, aquél que se utiliza para apoyar la fuente directa y es

utilizado para diferentes recintos, como en cines (apoyando la imagen visual), en lugares

como conciertos, teatros, salas de conferencias o salas de cine. Los requisitos que debe

cumplir son: una alta fidelidad, recubrimiento uniforme y concordancia entre la imagen

visual y la imagen sonora.

Por esto cabe destacar, la importancia de las reflexiones del sonido dependen del material

que esté construida la pared reflectante, ya que cada material tiene sus particulares

características de absorción, que influirán en la calidad acústica del recinto a sonorizar, es

por ello que en el capítulo anterior se da tratamiento de un recinto, para su

acondicionamiento y aislamiento acústico, ya que está directamente ligado a los materiales

que el recinto debe tener.

2.1 Refuerzo Sonoro.

El refuerzo sonoro consiste en aumentar el nivel acústico de la fuente sonora hasta un nivel

suficiente que permita una buena comprensión del mensaje por parte del oyente y está

compuesto por un captador, un amplificador y un transductor o altavoz.

Como ya se ha mencionado en los capítulos anteriores, depende mucho las cualidades del

recinto para la propagación del sonido es por ello que una vez la fuente ha emitido un

sonido, este se desplazará dependiendo de los límites del lugar, hasta llegar al oyente, ese es

el estudio de interés para este capítulo ya que la colocación de los diferentes equipos de

refuerzo sonoro que necesita una sala de cine, dependerán de su posición para cumplir con

las necesidades del espectador.

42

2.1.1 Equipo para Refuerzo Sonoro.

Las salas cinematográficas se han de equipar con una pantalla de proyección, puesto que la

pantalla es el elemento fundamental en un cine, pues es donde serán proyectadas las

imágenes o videos a reproducir, su forma y tamaño, esto determinarán la buena visión o

no del espectador.

Se utiliza una pantalla plana, que debe ocupar casi todo el espacio de la pared frontal del

cine, está se coloca a una distancia de 1.5 m sobre el suelo para asegurarnos la buena

visibilidad de la audiencia, para que incluso cuando alguna persona esté levantada; además

estará a 0.2 m del techo para evitar que las imágenes del proyector se proyecten en él, es

decir que el techo sea obstructor para la proyección.

Se debe cuidar que los espectadores no tengan obstáculos que les impidan una correcta

visión de la imagen.

Ya que en un cine es muy importante ordenar las señales en el tiempo para que la imagen

auditiva se corresponda con la imagen visual, la configuración de los altavoces debe

proporcionar una sensación subjetiva de escucha procedente, normalmente, de la pantalla.

Los altavoces en una sala de cine deben ser eficaces para reproducir los efectos, música y

diálogos de una película, ya que en una sala de cine se complican estos efectos, por ejemplo

partes del video en reproducción lleva consigo música, voz y efectos todos en conjunto es

por ello que la elección de la sonorización debe ser de alta calidad.

Para este proyecto se elige un sistema de sonido envolvente de 5.1 canales; cuenta con

cinco canales discretos, de rango completo de sonido, izquierda, derecha y centro en la

parte frontal, en la parte posterior izquierda surround (en español envolvente) y surround

derecho; más un subwoofer (tipo de altavoz diseñado para reproducir aproximadamente las

dos primeras octavas, es decir los sonidos graves entre 20 y 80 Hz) que ofrece información

de baja frecuencia.

43

Los 5 altavoces se distribuyen del siguiente modo: central (emite sonidos medios o de voz),

delantero izquierdo y derecho (emite sonidos de todo tipo, a excepción de los bajos), trasero

izquierdo y derecho (emiten sonidos de ambientación). Por el último uno hace referencia al

canal de subwoofer (emite todos los sonidos con frecuencias aproximadamente hasta los

100 Hz) como se muestra la distribución en la siguiente Fig. 2.1.1.

Características:

Fig. 2.1.1 Colocación de Altavoces en un sonido 5.1

44

2.1.2 Tipos y Características de los Altavoces.

Un altavoz es un transductor electro mecánico que convierte energía eléctrica en acústica

que se radia al aire en forma de ondas sonoras, para luego ser captadas por el oído. Esta

transducción, se realiza en dos fases: la electromecánica (llamada "motor") y la mecánico-

acústica llamada "radiador” hay varios tipos.

La misión de los altavoces de efectos, surround o de sonido envolvente es recrear en una

sala de audición, el escenario de la película o concierto, permitiendo una mejor y más

realista inmersión en la película.

ALTAVOCES MONOPOLARES, BIPOLARES Y DIPOLARES

Monopolares: Altavoces "normales", es decir, un único conjunto de uno o varios

transductores apuntando hacia la cabeza del oyente. Su directividad, exhibe un

comportamiento omnidireccional en bajas frecuencias, cada vez más direccional según

ascendemos en frecuencias medias, y muy directivos en frecuencias altas (decir que un

altavoz es directivo, es decir que radia hacia una dirección concreta, se diseñan para que sea

hacia la perpendicular).

Dipolares: Este tipo de altavoces consta de dos conjuntos de transductores montados de

forma opuesta, mirando hacia delante y hacia detrás. Dichos conjuntos, idénticos en la

mayoría de los casos, están conectados fuera de fase. Es decir, uno de ellos mueve los

conos hacia fuera en los ciclos de compresión de las ondas y hacia dentro en los ciclos de

rarefacción (el estándar ideal en todas las cajas acústicas). Esto se llama conexión "en fase

absoluta". Sin embargo, el conjunto opuesto está conectado al contrario, es decir, el

movimiento de los altavoces es justo el contrario. Esto es conexión "fuera de fase absoluta".

Por tanto, los sonidos que llegan a ambos lados de la caja, el que está con una fase y otro

con esta invertida, se cancelan de modo que crea dos "nulos".

45

Se coloca uno de estos nulos mirando hacia el público, no se escuchara el sonido directo

producido por la caja, tan sólo el reflejado por las paredes de la habitación y el mobiliario.

Y gracias al patrón de directividad o de radiación del dipolo, se tiene un sonido más difuso

y difícil de localizar, es decir, el oyente no podría decirse dónde están exactamente

colocados los altavoces de sonido envolvente.

Bipolares: Son similares a los altavoces dipolares en cuanto a que disponen de dos

conjuntos de transductores montados de forma opuesta. Sin embargo, la diferencia es que

en ambos se encuentran conectados con la misma fase (es decir, "en fase absoluta", en

semiciclos positivos de la señal eléctrica los conos se mueven hacia fuera para producir

semiciclos positivos de presión acústica) de manera que esta vez no se crean nulos a los

lados del altavoz. El patrón de radiación en este caso queda con forma con tendencia

esférica y omnidireccional.

Se debe denotar que un altavoz "monopolar" en medias y altas frecuencias es muy

direccional. Si se tiene dos conjuntos o sets de altavoces en disposición bipolar, se

considera un efecto de altavoz "monopolar" pero que radia en un ángulo más ancho.

A continuación se muestra la Direccionalidad en los altavoces ya que esta índica cómo se

disipa el sonido en el entorno del altavoz, se representa mediante diagramas polares y se

clasificar en: omnidireccional, bidireccional, cardiode.

Omnidireccional o no direccional: Irradia igual en todas direcciones, es decir los 360°, y

requieren grandes cajas acústicas(Fig. 2..1.2).

Fig. 2.1.2 Diagrama Omnidireccional en un Altavoz.9

9http://www.elvolta.com.ar/drupal/files/elec/ALTAVOCES.pdf– 22/08/13. De Javier Dante

46

Bidireccional: Irradia en ángulos de 100º. Emiten sonido por delante y por detrás, y no en

sus laterales, también requieren grandes cajas acústicas(Fig.2.1.3).

Fig. 2.1.3 Diagrama Bidireccional en un Altavoz.10

Unidireccionales o Cardioides: Su ángulo de irradiación es de 160º, son los más utilizados,

irradian hacia delante y en su parte posterior se produce una atenuación gradual (Fig. 2.1.4).

Fig. 2.1.4 Diagrama Unidireccional en un Altavoz.11

Para este tipo de sonorización se eligen los altavoces de suelo o columna y los de estantería.

Lo ideal es que integren drivers de más de 7 u 8 pulgadas o como mínimo de 6 o 6,5, para

que sean capaces de bajar sin problemas hasta frecuencias graves sin distorsionar.

Con esto pueden reproducir frecuencias de por lo menos 40-45 Hz (rango hasta el que baja

una gran parte de la música convencional) con caídas máximas de entre 3 y 6 dB y un nivel

sonoro o presión acústica sin distorsión que pueda llenar la sala sin problemas.

10

http://www.elvolta.com.ar/drupal/files/elec/ALTAVOCES.pdf22/08/13. De Javier Dante 11

http://www.elvolta.com.ar/drupal/files/elec/ALTAVOCES.pdf– 22/08/13. De Javier Dante

47

Es importante comentar que cortar un altavoz a una cierta frecuencia brindará una mejor

calidad así como también no significa que no tenga que reproducir frecuencias inferiores.

Fig. 2.1.5 Muestra de altavoces de columna

En cuanto a la potencia RMS debe ser de 60-80 watts por bafle (potencia musical mínima

de entre 120 y 160 watts), pues el nivel sonoro alcanzado dependerá de otros muchos

factores. Este nivel de presión sonora también es un factor muy subjetivo y pues se valora

al elegir un altavoz, ya que hay a quien le gusta un volumen de sonido moderado con el que

percibir todos los detalles sin fatiga auditiva ni riesgo para la salud de los oídos (algo que se

consigue por ejemplo con niveles de entre 75-90 dB) y hay quien prefiere un sonido muy

fuerte con picos de graves, algo que se empieza a conseguir a partir de 105-110 dB.

Altavoz central

La misión del canal central en los sistemas de cine 5.1 o superiores es la de reproducir los

diálogos principales de la película, de forma que éstos queden siempre claros y localizados

a pesar del resto de música y efectos de la banda sonora. Canal central mostrado en la

fig.2.1.6

Fig. 2.1.6 Muestra del Canal Central

48

El altavoz central debe tener la misma respuesta en frecuencia que los dos altavoces

elegidos para la parte posterior, donde se encuentra la pantalla (es decir de 40 a 45 Hz) ya

que si es diferente al resto de altavoces se notara como la voz cambia de forma brusca al

pasar del canal izquierdo al central y luego otra vez del central al derecho. De forma similar

sucede con otros efectos de disparos, coches que pasan, truenos, etc. Debe tener drivers

para que baje sin problemas hasta los 40 Hz. Se debe procurar que el sonido no sea

demasiado brillante es decir que no existan medios y agudos muy marcados.

La potencia RMS de por lo menos 70-80 watts. Con potencias inferiores probablemente no

se conseguirá llenar satisfactoriamente el volumen de la sala a niveles de presión sonora

adecuados y sin distorsión. Su configuración es que cuente con dos drivers para medios y

agudos situados a derecha e izquierda y un tweeter en el centro.

El subwoofer o altavoz para frecuencias graves tiene dos misiones básicas: reproducir sin

distorsión frecuencias a las que el resto de altavoces no son capaces de llegar y reproducir

el sonido almacenado en las pistas de audio punto uno de los formatos multicanal.

Este punto uno es también conocido como LFE (Channel Low-Frequency Effects en inglés,

ócanal de efectos de bajas frecuencias en español)y en él se encuentran sonidos de sub-

graves (por debajo de unos 40 Hz) cuyo objetivo es hacer vibrar al espectador en efectos

como explosiones y disparos, pero también recrear un ambiente realista reproduciendo los

sonidos de muy baja frecuencia de motores, estancias cerradas, escenarios de exterior, etc.

Tipos de subwoofers

Existen fundamentalmente dos tipos de subwoofers, los pasivos y los activos. Los pasivos,

por tanto, necesitarán de un amplificador externo que les proporcione la potencia eléctrica

necesaria para mover su membrana y producir el sonido. No tienen controles de volumen ni

de fase o frecuencia, algo que se debe gestionar desde el receptor, o desde el amplificador

que se utilice para alimentarlos. Los subwoofers activos, por el contrario, cuentan con una

etapa de amplificación integrada generalmente en la propia caja acústica.

49

Características de un subwoofer

Un buen altavoz de graves debería ser capaz de reproducir idealmente todas las frecuencias

hasta casi cero Hz sin distorsión y con una presión acústica suficiente. Esto no sucede, ya

que reproducir frecuencias por debajo de 10 o incluso de 20 Hz sin distorsión (o con una

distorsión no perceptible) es bastante difícil lograrlo. Trabajar a frecuencias menores hace

que, en general, los altavoces tengan que esforzarse mucho para dar un sonido sin

distorsión y que sea relativamente sencillo que salgan de la zona lineal de funcionamiento.

Un subwoofer para cine debe ser capaz de bajar de forma pasiva, sin contar con problemas

de distorsión hasta frecuencias de unos 30-35 Hz con caídas de unos 3-6 dB y llegar a unos

20 Hz con caídas máximas de unos 9 dB.

Para lograr esto se debe tener un driver de por lo menos 8 pulgadas, siendo recomendable

uno, aunque lo óptimo sería tener 2 o 4 subwoofers, de 10, 12 e incluso de 15 pulgadas.

En cuanto a la forma de la caja, al reproducir frecuencias muy bajas, las longitudes de onda

serán más altas que el tamaño de la caja, por lo que sirven perfectamente formas cúbicas y

rectangulares.

Con respecto al formato de diseño, existen subwoofers de tipo bass-reflex con un retardo de

grupo en el sonido final que en ocasiones puede llegar a ser molesto dando la sensación de

un sonido más bajo.

La potencia depende ya que las pistas de audio en el cine tienen un rango dinámico bastante

elevado a nivel del canal LFE que hace que en el caso ideal sea necesaria mucha potencia

para poder ofrecer la presión acústica que demanda la banda sonora.

Entre los factores externos se debe considerar cómo está asilada acústicamente la sala, la

posición del subwoofer en ella y sobre todo cómo son el resto de altavoces de la sala de

cine.

50

2.1.3 Tipos de Sistemas de Sonorización.

En la actualidad existen diversos tipos de formatos digitales de sonido multicanal. Los más

frecuentes para las salas de cine son los que se enlistan a continuación.

Dolby Digital (Dolby 5.1).

El sistema THX.

Dolby Digital Surround EX.

DTS (Digital Theater System).

SDDS (Sony Dynamic Digital Sound).

A continuación se muestran sistemas de sonorización multicanal más económicos que se

utilizan para salas de cine en casa ya que pueden ser caracterizados como los sistemas

utilizados en las salas de cine, aunque la calidad nunca será igual.

Se denomina sistema de sonido multicanal tanto al diseño de la pista de audio que tiene tres

o más canales (típicamente canal derecho e izquierdo y otro para los sub-graves, más otros

canales especializados), como también el equipo en sí (con tres o más altavoces) capaz de

reproducir dicha pista.

Sistema 2.1: Consta de 5 altavoces frontales izquierdo y derecho, dos traseros,

izquierdo y derecho, y otro para sub-graves (subwoofer).

Sistema 5.1: Consta de 6 altavoces: En sistemas de sonido surround, como los

habituales y caseros home cinema, 5.1 hace referencia a la forma en que es

distribuido el sonido. En este caso, 5 altavoces que tratan de forma

independiente un rango determinado de frecuencias.

Sistema 6.1: Se añade un altavoz central en la parte posterior con respecto a 5.1.,

para una mejor calidad de sonorización.

Sistema 7.1: Coloca dos altavoces más en la parte lateral con respecto a 5.1. y crea

una sensación de ambiente, en caso de los videojuegos, es lo que hace que parezca

estar metido dentro del juego, suele pasar en los videojuegos de guerra, o muy

realistas.

51

Sistema 7.2: Se añade un subwoofer en la parte posterior con respecto a 7.1

Sistema 9.1: Se le añade dos altavoces en el techo también podría ponerse esos

altavoces en la parte frontal. Además cuenta con parlantes superiores ubicados en

cada torre y así poder recrear un auténtico sonido 3D.

2.1.4 Ganancia Acústica.

Ganancia acústica se define como el aumento en el nivel que un oyente dado en la

audiencia percibe con el sistema de sonorización encendido, en comparación con el nivel

del oyente escucha directamente dela persona que habla cuando el sistema está apagado, es

decir es el número de dB en el que se amplifica el nivel de salida de un dispositivo y en el

que, por lo tanto, excede al nivel de entrada.

Por ejemplo ahora, al encender el sistema y avanzar en la ganancia estese producirá cuando

el altavoz este trabajando a lo largo de la trayectoria denotada como D1, lo cual produce un

nivel en el micrófono igual a la dela persona que habla.

Es por esto que el incremento de nivel, que un oyente de la audiencia percibe con el sistema

conectado, comparado con el nivel que percibiría con el sistema desconectado, se define

como:

𝐺𝐴 = 𝑁𝑃 𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑁𝑃 𝑎𝑝𝑎𝑔𝑎𝑑𝑜 Ec. (2.1)

Dónde:

GA = Ganancia Acústica

𝑁𝑃𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙𝑃𝑒𝑟𝑐𝑖𝑏𝑖𝑑𝑜𝑐𝑜𝑛𝑒𝑙𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜[dB]

𝑁𝑃𝑎𝑝𝑎𝑔𝑎𝑑𝑜 = 𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙𝑃𝑒𝑟𝑐𝑖𝑏𝑖𝑑𝑜𝑐𝑜𝑛𝑒𝑙𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎𝑎𝑝𝑎𝑔𝑎𝑑𝑜[dB]

Para optimizar la ganancia acústica potencial de un sistema de reforzamiento de sonido, se

pueden tomar una serie de pasos. Esta ganancia está limitada por la condición de

realimentación. Algunas de estas medidas son estrictamente geométricas, y se puede

modelar desde un sistema de amplificación simplificado. Otras involucran enfoques más

técnicos.

52

Amplificación útil se puede aumentar por los factores geométricos:

1. Al mover el altavoz más alejado del micrófono

2. Al mover el altavoz cerca del oyente

3. Traslado de la fuente más cerca del micrófono

4. Traslado de la fuente cerca del oyente

Y por medios más técnicos, tales como:

5. El uso de micrófonos más direccionales.

6. Por medio de altavoces más direccionales

7. El uso de filtros de ranura (supresores de realimentación)

8. Igualando el sistema de sonido

53

CAPÍTULO III. MEDICIONES Y CÁLCULOS.

Este capítulo muestra las características del recinto en estudio, se mencionan los pasos a

seguir para la formación del proyecto que consta del rediseño de una sala cinematográfica.

Comenzará con la ubicación del recinto actualmente, se determinan las dimensiones físicas,

las características que el recinto posee es decir físicas, acústicas y electroacústicas.

Auditorio multifuncional localizado Miguel Othón de Mendizábal S/N Col. La escalera,

Del. Gustavo A Madero, C.P. 07320. Manuel de Anda y Barredo. En Unidad Profesional

Adolfo López Mateos, ESIME Zacatenco Edifico 5, Instituto Politécnico Nacional que se

muestra en la Fig. 3.1.

Fig. 3.1 Vista del mapa aéreo de la ubicación del recinto.

54

3.1 Dimensiones físicas del auditorio.

A continuación se muestran las características físicas del auditorio mediante un plano

realizado con el programa Autocad, basándose en las dimensiones reales.

Vista superior del Auditorio en la Fig. 3.2.

Fig. 3.2 Vista superior del auditorio.

55

Cortes del Auditorio:

Fig.3.3 Corte 1. Vista Frontal del Auditorio

Fig. 3.4 Corte 2. Entrada

56

Fig. 3.5 Corte 3. Pared Posterior

Fig. 3.6 Corte 4. Vista Transversal

57

Plano que muestra los lugares que colindan con el auditorio. (Con vista exterior) Fig. 3.6.

Fig. 3.3 Zonas Colindantes

58

Fotografías del recinto (Estructura Actual del Auditorio)

Fig. 3.4 Vista Exterior. Entrada del Auditorio.

Fig. 3.5 Vista Interior Trasera. Lugar de la Audiencia.

59

Fig. 3.6 Vista Interior Frontal. Escenario.

3.2 Características acústicas de los materiales que conforman el auditorio.

En este apartado se muestran las medidas físicas de cada uno de los materiales que presenta

el recinto. Enlistado de los materiales actuales del Auditorio en la Tabla 3.1.

Tabla. 3.1 Materiales en el Interior del

Recinto.

MATERIALES. AREA (m2)

Área del Recinto 852.863424

Duela/Plataforma de Madera. 68.8871

Alfombra. 149.517

Ladrillo Rojo Pintado. 32.9364

Muros de Cemento. 6.83

Plafón. 211.2554

Fibra de Madera. 11.5416

Ventana de Vidrios Gruesos. 60.1776

Butacas Semi Tapizadas. 98.1

Cortina. 70.56

Se obtuvo el coeficiente de absorción de cada uno de los materiales, considerando las

condiciones de los materiales más parecidas, a continuación en la Tabla 3.2.

60

Tabla. 3.2 Coeficientes de Absorción de los Materiales utilizados.

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

Plataforma de Madera sobre gran espacio de Aire. 0.4 0.3 0.2 0.17 0.15 0.1

Alfombra Delgada pegada al Contra piso. 0.04 0.04 0.15 0.3 0.5 0.47

Ladrillo Rojo Pintado. 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03

Concreto de Block. 0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25

Placas de Yeso 13 mm sobre Parlantes. 0.29 0.1 0.05 0.04 0.07 0.09

Fibra de Madera 38 mm. 0.1 0.19 0.4 0.79 0.55 0.77

Vidrio Pesado. 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02

Butaca Semi-Tapizada. 0.1 0.1 0.15 0.15 0.2 0.2

Publico en Asientos Tapizados. 0.52 0.68 0.85 0.97 0.93 0.85

Tejido de Terciopelo 475, plegado 50%. 0.07 0.31 0.49 0.75 0.7 0.6

Mediante este proceso se realizó la elección de los materiales de la tabla mostrada para

representar el auditorio físicamente. El apéndice A muestra las 10 tablas de materiales con

las que se eligieron los materiales con las características físicas más cercanas al material

real.

3.3 Condiciones acústicas del auditorio de ruido de fondo.

Para obtener el ruido de fondo se buscan las condiciones óptimas, es decir sin personas

dentro y fuera del auditorio, cuando no existan sonidos extremadamente ruidosos.

Una observación importante en el trabajo de las siguientes mediciones aquí presentadas, es

que dichas mediciones no fueron tomadas con el recinto totalmente vacío a sus alrededores,

pero estas mediciones son óptimas para obtener las mediciones correspondientes, tomando

en cuenta algunas especificaciones que marca la NOM-081 ECOL para fuentes fijas.

(Tabla. 3.3).

Medición de Ruido de Fondo.

Instrumento Utilizado: Sonómetro Digital EXTECH modelo 407780

Fecha: 19/Junio/2013. Hora: 10:15 am.

Características: *Auditorio del edificio 5, *Condiciones: Auditorio vacío, solo personal de

oficina, *Tomaron 5 segundos para cada medición.

61

Tablas 3.3 de Mediciones de Ruido de Fondo Puntos Ruidoso Interno y Externo.

(dB´s)

(dB´s)

62

3.4 Tiempo de reverberación

La reverberación acústica debe ser considerada en todo recinto que se va analizar, es por

eso que se debe tomar en cuenta lo siguiente:

Se necesita definir un margen de TR para poder comprar el estado actual en el que se

encuentra el recinto es por eso que al tomar como referencia el tiempo de reverberación que

se muestra en la Tabla. 3.4, ya que son los criterios propuestos en México se podrá

continuar con el análisis.

Tabla. 3.4 Tiempos de Reverberación mínimos y

máximos permitidos en una sala de cine en México.

Uso Trmin (seg.) Trmáx (seg.)

Sala de conferencias. 0.6 0.9

Salón de Clases. 0.6 0.8

Anfiteatro. 0.6 1.6

Cine. 0.5 1.2

Teatro. 1 1.8

Sala de Variedades. 1.4 2

Sala de Conciertos. 1.6 3

Templo. 1 1.8

Restaurantes. 0.2 0.7

Club Nocturno. 0.6 0.5

Gimnasio. 1 2

Sala Polivalente. 1 1.6

Industria. 3

Sala Acústica en hogar. 0.31 0.6

Cabina de Locución. 0.36 0.5

Estudio de radio, música. 0.85 1.12

Estudio de televisión. 0.7 0.9

Recámara. 0.3 0.85

Sala hogar. 0.3 0.85

Sala de espera. 0.3 1

Consultorio. 0.3 1

Habitación de Hospital. 0.3 0.6

Pasillo de hospital. 0.3 0.85

Oficina. 0.3 0.85

63

Esta tabla se tomó del libro “Acústica en espacios y en los volúmenes Arquitectónicos” de

Javier Morales Alanís.

Algunos métodos existentes para el cálculo del tiempo de reverberación.

W.C. SABINE

NORRIS EARRING

C.F. EYRING

G. MILLINGTON

L. CREMER

Para el análisis se utilizará el método de Sabine ya mencionado en el Cap. I, ya que este

método brinda un análisis más concreto por el volumen con el que cuenta el recinto en

estudio y es el ideal para el recinto. En el presente trabajo también se realizará una

comparación con el método de Norris Earring, ya que si no se tuviera un criterio del TR

como el de Sabine la segunda opción de análisis sería este método, pues el único

inconveniente es que este método es propuesto para volúmenes más grandes.

3.5 Puntos críticos.

En este apartado se muestra la búsqueda de los puntos más importantes, dónde el auditorio

tiene una zona denominada crítica, es decir las zonas dónde el recinto es más ruidoso. Para

conocer estos puntos se realizaron las mediciones en distintas secciones del auditorio tanto

internamente como externamente para conocer el comportamiento del sonido en el recinto,

en el apéndice B se muestran todas las pruebas realizadas para la obtención de las zonas

críticas.

Pruebas realizadas: En la prueba número 1 se localizaron los puntos críticos internos.

Prueba Número 1.Búsqueda de Zonas Críticas Internas:

Instrumento Utilizado: Sonómetro Digital EXTECH modelo 407780

Fecha: 01/Marzo/2013. Hora: 11.53 am.

64

Características: *Auditorio del edificio 5, *Condiciones: Arreglo de las butacas dentro del

recinto, *Tomaron 5 segundos para cada medición.

En la el apéndice B se muestran los puntos tomados para la obtención de las zonas críticas

internas del recinto. Los 5 puntos más ruidosos analizados por su Neq se muestran en la

Tabla 3.5.

Tabla. 3.5 Mediciones Internas.

Puntos Medición 1(dB) Medición 2 (dB) Medición 3(dB) Neq (dB)

1 61 59.9 58.8 64.8

2 59.3 59 58.6 63.7

3 56.6 56.4 56.3 61.2

4 58.7 57.1 56.6 62.3

5 56.1 56 55.8 60.7

Muestra de los puntos localizados como Zonas Críticas Fig. 3.6.

Fig. 3.6 Zonas Críticas Internas del Recinto.

65

Prueba Número 2. Búsqueda de Zonas Críticas Externas:

Instrumento Utilizado: Sonómetro Digital EXTECH modelo 407780

Fecha: 01/Marzo/2013. Hora: 12:30 pm.

Características: *Auditorio del edificio 5, *Condiciones: Inicio de fin de clases del turno

matutino,*Tomaron 5 segundos para cada medición. En el apéndice B se muestran los

distintos puntos para la búsqueda de las zonas críticas. Los 4 puntos más ruidosos

analizados por su Neq, se muestran en la Tabla 3.6.

Tabla. 3.6 Mediciones Externas

Puntos Medición 1(dB) Medición 2(dB) Medición 3(dB) Neq(dB)

1 66.5 66.6 66.6 71.3

2 66.5 66.5 66 71.1

3 66.7 66.5 66.3 71.3

4 66.4 66.5 66.4 71.2

Muestra de los puntos localizados como Zonas Críticas Fig. 3.7.

Fig. 3.7 Plano con los Puntos Críticos determinados.

66

3.6 Cálculo del tiempo de reverberación utilizando los métodos de Sabine y Norris

Earing.

Al obtener las características de los materiales que existen en el recinto se dio paso a la

realización de los cálculos con el método de Sabine y Norris Earing que se muestran las

siguientes tablas. En el apéndice C se muestra la tabla completa de los datos así como

operaciones realizadas para el tiempo de reverberación:

Cálculo de Tiempo de Reverberación. Condiciones del auditorio sin audiencia en la Tabla.

3.7 muestra el método de Sabine y Tabla 3.7.1 muestra el método de Norris Earing

mostrando la gráfica en la Fig. 3.8.

Tabla. 3.7Tiempo de Reverberación con el auditorio vacío. Sabine.

Frecuencia (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K

TR 60 “Sabine” (seg) 3.233458221 4.54165498 3.82647326 2.7709678 2.25354638 2.26071711

Tabla. 3.7.1Tiempo de Reverberación con el auditorio vacío. NorrisEaring

Frecuencia (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K

TR NorrisEaring (seg) 2.987999139 4.29813784 3.5820706 2.52433925 2.00496704 2.0121717

Fig. 3.8 Gráfica del Tiempo de Reverberación. Comparación de Métodos. (Sabine / Norris Earing)

67

Cálculo del Tiempo de Reverberación. Condiciones: Asistencia completa del público en el

Auditorio. Muestra del TR con el método de Sabine en la Tabla. 3.8 y TR método de Norris

Earing en la Tabla 3.8.1. Muestra de la gráfica comparativa de los métodos en la Fig. 3.9.

Tabla. 3.8Tiempo de Reverberación. Condiciones Audiencia Completa. Método Sabine.

Frecuencia (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K

TR 60 “Sabine” (seg) 2.38140671 2.78006638 2.40795647 1.76246129 1.65972708 1.66361341

Tabla. 3.8.1 Tiempo de Reverberación. Condiciones Audiencia Completa. Método de Norris Earing.

Frecuencia (Hz) 125 250 500 1K 2K 4K

TR NorrisEaring (seg) 2.133397944 2.53346497 2.16005766 1.5107854 1.40712709 1.41105086

Fig. 3.9 Gráfica del Tiempo de Reverberación. Comparación de los Métodos.

Al obtener los cálculos anteriores se observa que el tiempo de reverberación calculado en el

recinto no es el tiempo de reverberación recomendado. Se definió que en las frecuencias

bajas existe el problema. La solución se muestra en las siguientes tablas y el enlistado de

los materiales (Tabla 3) que se requieren para obtener el TR recomendado mostrado por la

bibliografía en la que se basa este trabajo.

68

Tabla. 3 Muestra de Materiales Actuales y Materiales Propuestos.

Material

Actual

Área

(metros cuadrados)

Recinto 852.863424

Puerta(2) 12

Duela/ Plataforma de Madera 68.8871

Alfombra 149.517

Ladrillo Rojo Pintado 32.9364

Muros de Cemento 6.83

Plafón 211.2554

Fibra de Madera 11.5416

Ventana de Vidrios Gruesos 60.1776

Butacas Semi tapizadas 98.1

Cortina 70.56

Material

Propuesto

Cantidad

(metros cuadrados)

*Fibra de Vidrio sobre plafón falso 37.1856

*Puerta de Madera (2) 4.592

*Alfombra de terciopelo 149.517

*Ladrillo con Alfombra gruesa 32.9364

*Recubrimiento Madera aglomerada 40.98

*Fibra de Vidrio 60.1776

*Concreto con Alfombra gruesa 60.1776

*Bloque de concreto natural 60.1776

*Butacas tapizadas 180

69

Muestra la respuesta del Tiempo de Reverberación con los dos métodos antes mencionados

y los materiales propuestos. Condiciones del Auditorio sin audiencia. Tabla. 3.9 y la gráfica

comparativa en la Fig. 3.10.

Tabla. 3.9Tiempo de Reverberación. Condiciones. Auditorio sin Audiencia con nuevos materiales.

Fig. 3.10 Gráfica del Tiempo de Reverberación con Nuevos Materiales.

70

En condiciones del auditorio con audiencia, los resultados obtenidos del TR con los dos

métodos son los que se muestran a continuación en la Tabla. 3.10 y su gráfica en la Fig.

3.11.

Tabla. 3.10Tiempo de Reverberación con el auditorio lleno y la propuesta.

Fig. 3.11 Gráfica del Tiempo de Reverberación comparativa y con la propuesta.

71

3.7 Propuesta de acondicionamiento y aislamiento

Al realizar cada una de las mediciones para la localización del Nivel de Ruido en el recinto

tomando como referencia la Norma Oficial Mexicana NOM-081-ECOL-1994, se realizaron

las mediciones necesarias para identificar el problema de ruido que había en este auditorio.

Al obtener la siguiente información recabada se propone la solución para el ruido existente,

pero al graficar las mediciones, compararlas y analizarlas con las curvas NC (para una sala

de cine NC35-NC40), se define que este recinto no cuenta con un problema grave de ruido

por lo tanto no es necesario el aislamiento.

A continuación se muestran los datos obtenidos y la gráfica correspondiente en la Fig.

3.12 del Neq de las 35 mediciones por bandas de octava que se realizaron en el punto más

ruidoso del auditorio, los datos completos del equivalente de estas gráficas se muestran en

el apéndice D.

Se tomó el punto con un nivel de ruido más alto ZC4 dentro del recinto en condiciones del

auditorio con audiencia completa.

Fig. 3.12 Gráfica de las 35 mediciones Neq con un auditorio lleno de la zona crítica interna ZC4.

72

En la gráfica siguiente se muestra el Neq de las 35 mediciones con audiencia completa en el

punto ZC2 externo, se tomó el punto más ruidoso Fig. 3.13.

Fig. 3.13 Gráfica de las 35 mediciones Neq con un auditorio lleno de la zona critica exterior ZC2.

Mediciones del punto ZC1 con el nivel de ruido más alto dentro del recinto sin audiencia,

“Ruido de Fondo”. Fig. 3.14.

Fig. 3.14 Gráfica de las 35 mediciones Neq con un auditorio sin audiencia de la zona critica interior ZC1.

73

En la gráfica siguiente se muestran las 35 mediciones sin audiencia en el punto externo

ZC2, se tomó el punto más ruidoso Fig. 3.15.

Fig. 3.15 Gráfica de las 35 mediciones Neq con un auditorio sin audiencia de la zona critica exterior ZC2.

Para finalizar se muestran las curvas de Criterio de Ruido Fig. 3.18. En el cual el recinto

que se está estudiando debe ser NC35-NC40, como se ha mostrado anteriormente.

Fig. 3.18 Gráfica de las curvas NC.

74

3.8 Sonorización del recinto

El recinto cuenta con diferentes características en cuanto a la sonorización ya que no está

equipado para una sala de cine, por lo tanto la propuesta para implementar un equipo de

audio completo se basa en las características actuales y acondicionar totalmente cada uno

de los lugares existentes dentro del auditorio.

El equipo actual sirve perfectamente para complementarlo con un sistema de sonido

envolvente 5.1 canales.

Los altavoces que complementan dicho sistema se han elegido respecto a los existentes

como ya que se ha mencionado, obteniendo un sonido envolvente, es por eso que es

importante tener altavoces que compartan ciertas características y esto se lleva a cabo

obteniendo los altavoces de la misma marca para el refuerzo sonoro.

Enlistado de los altavoces a ocupar:

Subwoofer Slim de Audiobahn Fig.4.1 modelo AMW120H, cuenta con bobina de 4 Ohm y

alcanza una potencia máxima de 1000 Watts y una potencia RMS de 180 watts. El cono de

compuesto de polipropileno tiene la característica de ser muy ligero pero a la vez con la

rigidez extrema que lo protege de cualquier falla al someterlo a altos niveles de presión

sonora. Su bobina está fabricada con 4 capas de cobre tejido y un molde de aluminio de

aluminio que se encarga de la disipación del calor. Este diseño ofrece un diseño de bobina

de 4 Ohm para obtener el máximo desempeño del amplificador. Los Subwoofer Audiobahn

seria Black Out tienen una suspensión de polímero elástico de doble capa, que además de

ser muy ligero y durable.

Fig. 4.1 Subwoofer Slim de Audiobahn

75

Altavoz Audiobahn

Potencia Máxima de 200 W RMS, impedancia de 8 ohms, respuesta en frecuencia de 45Hz

– 18 kHz, sensibilidad de 98 dB/W.

Tamaño del gabinete 46 * 40 * 68.5 cm, tweeter de titanio, woofer de 38.1cm, dos entradas

de micrófonos balanceados, control de altas y bajas frecuencias.

Fig. 4.2 AltavocesAudiobahn

Altavoz Central

Polk Audio Sci A4 Altavoz Central Scia4 (Fig. 4.3)

DiseñoBass-reflex(portado), Respuesta de frecuencia65-25,000Hz (-3dB), Maneja20-

200watts, Dual5-1/4 "Dynamic Balance polímero woofers compuestos, la impedancia de 8

ohms, Sensibilidad 89dB.

Fig. 4.3Altavoz Central Polk Audio

Dimensiones:

6-7/8Altura”, Ancho20-1/16", 9-1/16"Profundidad.

76

Dentro del equipo para el refuerzo sonoro del auditorio es importante mencionar el tipo de

proyector que se debe utilizar, a continuación se propone un proyector con características

muy favorecedoras para el recinto al mejor costo y calidad.

Proyector Cinema 8350 Full HD (Fig. 4.4) Se eligió este proyector por la capacidad que

tiene para el volumen del recinto, así como también por la característica más importante

que se requiere en este trabajo, su característica es que cuenta con un mecanismo que

provoca que este proyector sea muy silencioso de 22dB, y el costo de este es conveniente.

Fig. 4.4 Proyector Cinema 8350

Características principales:

Diseñado para cine

Tecnología LCD 0.8"

Brillo: 2,000 lúmenes

Alto contraste: 50,000:1

Alta Resolución 1920 x 1080 Full HD

Retícula imperceptible

Función "Lens Shift"

HDTV 720p,1080i,1080p

2 entradas HDMI

Control Remoto

Muy silencioso (22 dB)

Lámpara 4,000 horas

Peso 7.3 Kg

El Mejor FULL HD !!

Zoom 2.1x (R 1.34-2.87)

77

SIMULACIÓN CON LOS MATERIALES

PROPUESTOS

PROGRAMA “ODEON”

Fig.4.5 Simulación paso1

Fig.4.6 Simulación paso1

Fig.4.7 Simulación Final

78

CAPÍTULO IV. PROPUESTA DEL

ACONDICIONAMIENTO DE UNA SALA DE CINE.

4.1 Cotización del acondicionamiento acústico y sonorización

En el presente capítulo se muestra la propuesta de solución para el recinto en estudio, es

importante denotar que los siguientes materiales propuestos son los necesarios para cumplir

con el tiempo de reverberación que se utiliza en un sala de cine en México, como ya se ha

mostrado anteriormente. Cabe destacar que con los datos obtenidos de las mediciones

mostradas anteriormente se comprobó como el recinto no necesita un aislamiento acústico.

Cumpliendo con el aislamiento y acondicionamiento la solución es la siguiente:

Materiales Originales:

Material Área (m2)

Recinto 852.863424

Puerta(2) 9.184

Duela/ Plataforma de Madera 68.8871

Alfombra 149.517

Ladrillo Rojo Pintado 32.9364

Muros de Cemento 6.83

Plafón 211.2554

Fibra de Madera 11.5416

Ventana de Vidrios Gruesos 60.1776

Butacas Semi tapizadas 98.1

Cortina 70.56

79

Los materiales marcados con un * son los Materiales Propuestos:

Material Área (m2)

Recinto 852.863424

*Fibra de Vidrio sobre plafón falso 37.1856

*Puerta de Madera(2) 4.592

Duela/ Plataforma de Madera 68.8871

Alfombra 149.517

*Alfombra de terciopelo 149.517

*Ladrillo con Alfombra gruesa 32.9364

Ladrillo Rojo Pintado 32.9364

Columna de Cemento (6) 40.98

*Recubrimiento Madera aglomerada 40.98

Plafón 211.2554

Fibra de Madera 11.5416

*Fibra de Vidrio 60.1776

*Concreto con Alfombra gruesa 60.1776

*Bloque de concreto natural 60.1776

*Butacas tapizadas 180

Cortina 70.56

80

Costos:

Material Cantidad Pecio

Unitario

Costo Nombre de la

Empresa

*Fibra de Vidrio sobre plafón falso 4 Rollos $1000.00

Por 2

rollos

$2000.00 Industrias Vermont

S.A. de C.V.

*Puerta de Madera(2) 4 Puertas $1000.00 $4000.00 Leda shop

*Alfombra de terciopelo 150

metros

cuadrados

$172.00 $25,800.00 Horizonte

*Ladrillo con Alfombra gruesa 33 metros

cuadrados

$112.00 $3696.00 Horizonte

*Recubrimiento Madera aglomerada 41 metros

cuadrados

$49.78 $696.92 Madepanel, S.A. de

C.V.

*Fibra de Vidrio 2 Rollos $500.00 $1000.00 Industrias Vermont

S.A. de C.V.

*Concreto con Alfombra gruesa 60

metros

cuadrados

$112 $6720.00 Horizonte

*Bloque de concreto natural 60

metros

cuadrados

$18,600.00 Materiales

Construcción

*Butacas tapizadas 82 metros

cuadrados

$12794.00 Parisina y Hule

Espuma ADS

Altavoz Audiobahn (PAS -15

POTENCIA con 200W(rms))

2

altavoces

$4890.00 $4890.00 Audiobahn México

Subwoofer Slim modelo AMW120H 1 $1400.00 $1400.00 Audiobahn México

Altavoz Central

Polk Audio

1 $289.00 $289.00 Polk Audio México

Proyector

Cinema 8350 Full HD

1 $1840.00 $1840.00 EPSONLatinoamerica

81

Costo Total $11,252.78 PRECIO NETO:$83,725.92

COSTO DE DISEÑO PRECIO NETO:$108,843.696

82

Conclusiones

El presente trabajo muestran los pasos que se deben seguir para el acondicionamiento que

una sala de cine específicamente requiere, se comprobó que en la Escuela Superior

Mecánica y Eléctrica a pesar de que existen diferentes auditorios, el auditorio elegido para

este acondicionamiento no contaba con las especificaciones para una sala de cine, con el

análisis del tiempo de reverberación se eligió una solución con distintos materiales para

cumplir con la norma establecida en México para salas cinematográficas.

La solución que se presenta establece que para obtener un recinto acústicamente

acondicionado utilizando materiales del mismo y materiales con bajo costo pero de igual

eficacia, brinda la misma calidad que realizarlo con materiales más costosos.

El aislamiento debe ser realizado dentro de los valores de las curvas NC “criterio de ruido”

para el tipo de recinto que se va a utilizar, es por ello que se realizó un análisis de

mediciones por bandas de octava en diferentes condiciones y con ello se determinó cual era

la situación del recinto, es decir que tanto cumplía con las curvas NC. Al realizar el

análisis, se demuestra que este proyecto no presenta un problema en cuanto al aislamiento

acústico.

El refuerzo sonoro constó de la adquisición de nuevos equipos, que en este caso para el

proyecto fueron altavoces con diferentes características, además de reutilizar cuatro de los

altavoces que ya existían en el auditorio; esto facilitó la elección de equipo, ya que hubo un

gasto menor en el proyecto.

Por consiguiente el presente trabajo cumple con el requerimiento de obtener un

acondicionamiento acústico y electroacústico de calidad así como las características

acústicas requeridas para una sala cinematográfica, además el presupuesto que se sugiere

es muy viable para su realización ya que se debe recordar que el proyecto es para una

institución pública.

83

Apéndice A

El tipo de material implementado es marcado con color azul:

Duela/Plataforma de Madera (Tabla. 3.2).

Tabla. 3.2 Coeficientes de Absorción de Pisos de Tablas.

PISO DE TABLAS 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Tablas de Maderas sobre Vigas cubiertas con linóleo. 0.2 0.15 0.08 0.05 0.03 0.02

Tablas de Maderas sobre Vigas Plastificadas. 0.15 0.12 0.1 0.07 0.06 0.07

Piso de Tablas sobre Viguetas. 0.15 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1

Plataforma de Madera sobre gran espacio de Aire. 0.4 0.3 0.2 0.17 0.15 0.1

Tablas de Madera sobre Vigas. 0.2 0.15 0.1 0.08 0.08 0.05

Alfombra (Tabla. 3.3).

Tabla. 3.3 Coeficientes de Absorción de Alfombra.

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

Alfombra Delgada pegada al Contrapiso. 0.02 0.04 0.08 0.2 0.35 0.5

Alfombra Comercial pegada al Contrapiso. 0.03 0.05 0.09 0.23 0.38 0.5

Alfombra Pesada al Contrapiso. 0.02 0.06 0.14 0.37 0.6 0.65

Alfombra Delgada pegada al Contrapiso. 0.04 0.04 0.15 0.3 0.5 0.47

Alfombra Pesada sobre Contrapiso 0.02 0.16 0.14 0.37 0.6 0.65

Ladrillo Rojo Pintado (Tabla. 3.4).

Tabla. 3.4 Coeficientes de Absorción de Ladrillo.

LADRILLO ROJO PINTADO 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Ladrillo Visto Pintado. 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03

Ladrillo Pintado. 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03

Ladrillo Visto. 0.02 0.03 0.03 0.04 0.05 0.07

Ladrillo Rojo Pintado. 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03

Ladrillo Visto o Pintado. 0.05 0.04 0.02 0.04 0.05 0.05

84

Muro (Tabla. 3.5).

Tabla. 3.5 Coeficientes de Absorción de los Muros de Cemento.

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

Concreto de Block Pitado. 0.1 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08

Concreto Fuerte. 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Concreto. 0.01 0.1 0.02 0.02 0.02 0.02

Concreto de Block. 0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25

Pared Revocada. 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.04

Plafón (Tabla. 3.6).

Tabla. 3.6 Coeficientes de Absorción de Plafón.

PLACAS DE YESO 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Placas de Yeso 32 mm. 0.28 0.12 0.1 0.17 0.13 0.09

Placas de Yeso 60 mm de Lana de Vidrio. 0.35 0.12 0.08 0.07 0.05 0.02

Placas de Yeso 43 mm de Aire. 0.3 0.2 0.05 0.02 0.02 0.02

Placas de Yeso 13 mm sobre Parlantes. 0.29 0.1 0.05 0.04 0.07 0.09

Placas de Yeso 43 mm de Lana de Vidrio. 0.5 0.2 0.05 0.02 0.02 0.02

Fibra de Madera (Tabla. 3.7).

Tabla. 3.7 Coeficientes de Absorción de la Fibra de Madera.

FIBRA DE MADERA 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Fibra de Madera 50 mm. 0.04 0.24 0.54 0.88 0.53 0.7

Madera Compresada sin Cámara. 0.05 0.06 0.06 0.1 0.1 0.1

Revestimiento de Madera. 0.1 0.11 0.1 0.08 0.08 0.11

Fibra de Madera 38 mm. 0.1 0.19 0.4 0.79 0.55 0.77

Paneles de Madera 58 mm de aire. 0.1 0.1 0.1 0.08 0.08 0.07

85

Ventana de Vidrios Gruesos (Tabla 3.8).

Tabla. 3.8 Coeficientes de Absorción de Ventanas de Vidrios Gruesos.

VENTANA DE VIDRIOS GRUESOS 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Ventana de Vidrio 6 mm. 0.1 0.08 0.04 0.03 0.02 0.02

Ventana de Vidrio 4 mm. 0.3 0.2 0.1 0.07 0.05 0.02

Ventana de doble Vidrio. 0.25 0.1 0.07 0.06 0.04 0.02

Vidrio Pesado. 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02

Ventana de Vidrio Simple 2 mm. 0.33 0.25 0.1 0.07 0.06 0.04

Butacas Semi Tapizadas (Tabla. 3.9).

Tabla. 3.9 Coeficientes de Absorción de las Butacas Semi Tapizadas.

BUTACAS SEMI TAPIZADAS 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Butaca Semi-Tapizada. 0.06 0.08 0.1 0.12 0.12 0.12

Butaca Tapizada. 0.09 0.12 0.14 0.16 0.15 0.16

Butaca Tapizado delgado. 0.13 0.2 0.3 0.45 0.5 0.5

Butaca Semi-Tapizada. 0.1 0.1 0.15 0.15 0.2 0.2

Butaca bien Tapizada. 0.15 0.25 0.4 0.45 0.45 0.4

Butaca Semi Tapizada con Audiencia (Tabla 3.10).

Tabla. 3.10 Coeficientes de Absorción de las Butacas Semi Tapizadas con Audiencia.

BUTACAS SEMI TAPIZADAS CON AUDIENCIA 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1kHz 2kHz 4kHz

Publico en Asientos de Madera, Base acolchonada. 0.15 0.35 0.45 0.45 0.45 0.4

Publico en Asientos de Madera. 0.31 0.51 0.73 0.8 0.82 0.82

Publico en Asientos de Tapizado delgado. 0.38 0.6 0.8 0.9 0.9 0.9

Publico en Asientos Tapizados. 0.52 0.68 0.85 0.97 0.93 0.85

Publico en Asientos Tapizado grueso. 0.5 0.7 0.85 0.95 0.95 0.9

Cortina (Tabla 3.11).

Tabla. 3.10 Coeficientes de Absorción de la Cortina.

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

Cortinas, Tejido delgado. 0.04 0.05 0.11 0.18 0.3 0.35

Cortinas, Tejido mediano. 0.05 0.07 0.13 0.22 0.32 0.35

Cortinas, Tejido espeso. 0.05 0.12 0.35 0.48 0.38 0.36

Tejido de Terciopelo 475, plegado 50%. 0.07 0.31 0.49 0.75 0.7 0.6

Terciopelo fruncido. 0.07 0.31 0.49 0.81 0.66 0.44

86

Apéndice B

Pruebas para Zonas Críticas Internas:

Prueba Número 1.

Instrumento Utilizado: Sonómetro Digital EXTECH modelo 407780

Fecha: 01/Marzo/2013.

Hora: 11.53 am

Características:

Auditorio del edificio 5.

Condiciones: Arreglo de las butacas dentro del recinto.

Tomaron 5 segundos para cada medición.

Se recabaron tres mediciones por cada punto elegido.

En la Fig. B1 se muestran los distintos puntos para la búsqueda de las zonas críticas.

Fig. B1. Realización de Pruebas

87

Valores Recabados mostrados en la Tabla. 3.5 y su gráfica Fig. 3.7

Tabla. 3.5 Mediciones Internas.

Puntos

Críticos

Elegidos

Medición 1

(db)

Medición 2

(db)

Medición 3

(db)

Neq

(db)

1 55.1 55 54.9 59.8

2 56 51.7 55.2 59.4

3 61 59.9 58.8 64.8

4 55.5 55.5 55.4 60.2

5 54.6 54.5 54.5 59.3

6 54.4 54.4 54.4 59.2

7 59.3 59 58.6 63.7

8 54.3 54.2 54.2 59

9 56.6 56.4 56.3 61.2

10 58.7 57.1 56.6 62.3

11 56.1 56 55.8 60.7

Fig. 3.7 Gráfica de Tabla.

88

Pruebas para Zonas Críticas Externas:

Prueba Número 2.

Instrumento Utilizado: Sonómetro Digital EXTECH modelo 407780

Fecha: 01/Marzo/2013.

Hora: 12:30 pm.

Características:

Auditorio del edificio 5.

Condiciones: Inicio de fin de clases del turno matutino.

Tomaron 5 segundos para cada medición.

Se recabaron tres mediciones por cada punto elegido.

En la Fig. B2 se muestran los distintos puntos para la búsqueda de las zonas críticas.

Fig. 3.9 Prueba de Zonas Criticas Externas del Recinto

Fig. B2. Realización de Pruebas

89

Valores Recabados mostrados en la Tabla. 3.6 y su gráfica Fig. 3.10

Tabla. 3.6 Mediciones Externas

Puntos Medición 1 (db) Medición 2 (db) Medición 3 (db)

Neq

(db)

1 66.5 66.6 66.6 71.3

2 66.5 66.5 66 71.1

3 66.7 66.5 66.3 71.3

4 66.4 66.5 66.4 71.2

5 65.6 65.2 65 70

6 63.3 63 62.5 67.7

7 65.4 64.4 64.4 69.5

8 65.7 65.5 65.4 70.3

9 65.2 65.1 65 69.9

10 66.2 66 65.9 70.8

11 64.2 64.1 64 68.9

12 63.9 63.8 63.8 68.6

Fig. 3.11 Gráfica de Tabla

90

Apéndice C

Cálculo del Tiempo de Reverberación, condiciones de un auditorio sin audiencia.

Cálculo del Tiempo de Reverberación, condiciones de un auditorio con audiencia.

91

Solución con Materiales propuestos para el TR.

Sin audiencia

Con audiencia

92

Apéndice D

Muestra de las gráficas de las 35 mediciones tomadas para el análisis del aislamiento

acústico.

Comparativo Curvas NC. Fig.D.1 y D.2

Fig. D.1 Gráfica mediciones internas sin audiencia.

Fig. D.2 Gráfica mediciones externas sin audiencia.

93

Apéndice E

Muestra de las mediciones para en análisis del recinto en cada Zona crítica

Mediciones iniciales:

Tablas de Mediciones Reales en Cada una de las Zonas Críticas Internas

(dB´s)

94

(dB´s)

(dB´s)

95

(dB´s)

(dB´s)

96

Tablas de Mediciones Reales en Cada una de las Zonas Críticas Externas

(dB´s)

(dB´s)

97

(dB´s)

(dB´s)

98

BIBLIOGRAFIA

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Cataluña España, 1998, Pp. 433.

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