evaluación de las características acústicas que influyen

Evaluación de las características acústicas que influyen en el confort acústico de aulas de

clase en el rendimiento cognitivo de estudiantes a través del uso de una cabeza artificial

Juan Pablo Zuluaga Velásquez, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido

Asesor: Jonathan Ochoa Villegas Magíster (MSc)

Universidad de San Buenaventura Colombia

Facultad de Ingenierías

Ingeniería de Sonido

Medellín, Colombia

2018

Citar/How to cite [1]

Referencia/Reference

Estilo/Style:

IEEE (2014)

[1] J. P. Zuluaga Velásquez, “Evaluación de las características acústicas que

influyen en el confort acústico de aulas de clase en el rendimiento

cognitivo de estudiantes a través del uso de una cabeza artificial”, Trabajo

de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura

Medellín, Facultad de Ingenierías, 2018.

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Dedicatoria

A mis padres, Juan Guillermo y Lucila, a mis hermanos Catalina, su esposo Daniel, al amor

de vida mi sobrino y ahijado Benjamín y a Joaquín quien viene en camino, a Camilo y Miguel

mis hermanos y compañeros de vida.

Agradecimientos

Quiero manifestar mi más profundo agradecimiento a todas las personas quienes, directa o

indirectamente, contribuyeron para hacer de esta tesis una realidad. En primer lugar, a mis

padres y hermanos, ya que, con su amor, enseñanzas y apoyo incondicional, me han forjado

como ser humano y sin su ayuda, no hubiera llegado a donde estoy hasta ahora. Al Ingeniero

de Sonido Jonathan Ochoa, por su generosidad al brindarme la oportunidad de recurrir a sus

conocimientos, capacidad y experiencia, en un marco de confianza y amistad, fundamentales

a Dios que me ha dado muchas oportunidades y siempre ha estado conmigo.

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ......................................................................................................... 7

ABSTRACT ....................................................................................................... 8

I. INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 9

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................... 10

A. Antecedentes ............................................................................................ 10

III. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................... 13

IV. OBJETIVOS .............................................................................................. 14

A. Objetivo general ....................................................................................... 14

B. Objetivos específicos ............................................................................... 14

V. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 15

A. Confort Acústico ...................................................................................... 15

B. Caracterización acústica ........................................................................... 16

C. Binaural .................................................................................................... 16

D. Cabeza artificial, Su Función de Transferencia Relacionada y Respuesta

al Impulso Relacionada (HRTF, HRIR) ....................................................... 16

E. Respuesta al impulso de la sala (RIR) ...................................................... 17

F. Correlación ............................................................................................... 17

G. Ruido ........................................................................................................ 17

H. Ruido de fondo ......................................................................................... 18

I. Convolución .............................................................................................. 18

J. Tiempo de reverberación ........................................................................... 19

K. Tiempo de reverberación T20 y T30 ....................................................... 19

L. Tiempo de reverberación medio (RTmid) ................................................ 19

M. Índice de transmisión de habla (STI) ...................................................... 20

N. Rapid speech transmission index (RASTI) .............................................. 20

O. Tiempo de decaimiento temprano (EDT) ................................................ 21

P. Claridad de la voz (𝐶50) .......................................................................... 21

Q. Definición (𝐷50) ...................................................................................... 22

R. Correlación cruzada interaural (IACC) .................................................... 23

1) Consideraciones estadísticas ................................................................. 24

VI. METODOLOGÍA ...................................................................................... 25

VII. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS................................ 41

1). Resultado mediciones institución educativa Presbítero .......................... 41

2). Resultado mediciones institución educativa Horacio Muñoz Muescan.. 43

3) Resultado mediciones institución educativa San Agustín ........................ 46

4). Resultado mediciones institución educativa Benedikta Zur Nieden ....... 47

5). Resultados Encuestas sobre como escuchan los estudiantes al interior de

clase ............................................................................................................... 50

6). Análisis estadístico de las encuestas realizadas a estudiantes de básica

primaria ......................................................................................................... 51

VIII. CONCLUSIONES................................................................................... 64

REFERENCIAS ............................................................................................... 65

ANEXOS .......................................................................................................... 68

LISTA DE TABLAS

Tabla I. Correspondencia valor sti – valoración subjetiva de la inteligibilidad .................. 20

Tabla II. Correspondencia entre inteligibilidad y sus parámetros de medida ..................... 21

Tabla III. Caracterización de las salas para 〖1-iacc〗_e3 ................................................. 24

Tabla IV. Parámetros acústicos aulas 012 y 013 ................................................................. 42

Tabla V. Resultados ruido de fondo aula de matemáticas. .................................................. 43

Tabla VI. Parámetros acústicos aulas 110 y 111 ................................................................. 44

Tabla VII. Resultados ruido de fondo aula 110. .................................................................. 45

Tabla VIII. Resultados ruido de fondo aula 111 ................................................................. 45

Tabla IX. Parámetros acústicos aulas 8 y 9. ........................................................................ 46

Tabla X. Resultados ruido de fondo aula 8 ......................................................................... 47

Tabla XI. Resultados ruido de fondo aula 9 ........................................................................ 47

Tabla XII. Parámetros acústicos aulas 402, 404 y 502 ........................................................ 48

Tabla XIII.Resultados ruido de fondo aula 402 .................................................................. 48

Tabla XIV. Resultados ruido de fondo aula 404. ................................................................ 49

Tabla XV. Resultados ruido de fondo aula 502................................................................... 49

Tabla XVI. Resultados globales de los parámetros acústicos de todas las aulas medidas. . 50

Tabla XVII. Resultado global del ruido de fondo de todas las aulas medidas. ................... 50

LISTA DE FIGURAS

Fig. 1. Diagrama de bloques de la metodología llevado a cabo. .......................................... 26

Fig. 2. Posición cerca del tablero a una altura de 1,2 metros de la cabeza artificial. ........... 27

Fig. 3. Interfaz de audio con phanton power y sin ganancia en los pre-amplificadores. ...... 28

Fig. 4. Medición de la señal de calibración. ......................................................................... 29

Fig. 5. Registro de la señal de calibración ............................................................................ 30

Fig. 6. Posición de medición alejada del tablero ................................................................. 31

Fig. 7. Posición cerca del tablero y de la puerta del aula. .................................................... 32

Fig. 8. Programa Audacity 2.0.0 ........................................................................................... 33

Fig. 9. ngreso de audios de calibración, Audacity. ............................................................... 33

Fig. 10. Programa Audacity Modulo Aurora ........................................................................ 34

Fig. 11. Selección de módulo Aurora para convolución, Audacity. ..................................... 34

Fig. 12. Módulo del Aurora para convolucionar y hallar respuesta al impulso. .................. 35

Fig. 13. Selección del módulo para hallar parámetros acústicos. ......................................... 36

Fig. 14. Configuración para el cálculo de los resultados. ..................................................... 37

Fig. 15. Ruta para la selección del módulo: Aurora STI ...................................................... 38

Fig. 16. Selección de las respuestas impulsivas para el cálculo de STI. .............................. 39

Fig. 17. Valores por banda del parámetro STI ..................................................................... 40

Fig. 18. Tabla de los valores calculados de RASTI.............................................................. 40

Fig. 19. Compañeros hablando dentro del salón de clase ..................................................... 52

Fig. 20. Compañeros moviéndose dentro del salón .............................................................. 53

Fig. 21. Ruido de equipos (televisor, ventilador, proyector, iluminación u otros equipos). 53

Fig. 22. Ruidos fuera del salón, pero dentro de la escuela. .................................................. 54

Fig. 23. Ruidos presentes la mayoría del tiempo .................................................................. 55

Fig. 24. Ruidos presentes solo de vez en cuando ................................................................. 55

Fig. 25 Ruidos fuera del salón, pero fuera de la escuela ...................................................... 56

Fig. 26. Ruidos presentes la mayoría del tiempo .................................................................. 57

Fig. 27. Ruidos presentes solo de vez en cuando ................................................................. 57

Fig. 28. Me pierdo cosas importantes dichas en clase debido al ruido ................................ 58

Fig. 29. No logro concentrarme ............................................................................................ 59

Fig. 30. No puedo escuchar las preguntas hechas por mis compañeros ............................... 59

Fig. 31. Tengo que pedirle al profesor que por favor repita lo que dijo. .............................. 60

Fig. 32. Experimento mayor cansancio ................................................................................ 61

Fig. 33. Debo concentrarme más para entender durante la clase. ........................................ 61

Fig. 34. Actividades que se ven afectadas por el ruido al interior del aula .......................... 62

Fig. 35. Escucha subjetiva al interior del salón. ................................................................... 63

EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS ACÚSTICAS QUE INFLUYEN… 7

RESUMEN

La influencia de los parámetros acústicos en un aula de uso pedagógico, sobre el confort acústico

de los estudiantes y su rendimiento cognitivo, se ve afectada debido a varios factores. Encuestas

realizadas para el presente documento sobre estudiantes, fueron analizadas para una evaluación del

tema de manera subjetiva, y diversas características acústicas como: El ruido de fondo, tiempo de

reverberación, EDT, STI, RASTI, C50, D50, IACC, las cuales describen objetivamente el confort

acústico y son las que se pretenden investigar en este documento, específicamente haciendo uso de

una cabeza artificial, la cual representa la manera en la que escuchan y perciben el sonido por

ambos oídos los estudiantes en las aulas, para así, concientizar sobre la importancia de las

características acústicas al interior de aulas pedagógicas, sus efectos sobre el rendimiento cognitivo

y el confort acústico.

Se realizan mediciones en 10 aulas de básica primaria en instituciones públicas de la ciudad de

Medellín. En cada uno de los recintos se grabaron muestras de audio binaural por medio de una

cabeza artificial, para el análisis de ruido de fondo y tiempo de reverberación, en diferentes puntos

del aula. Las mediciones fueron basadas en un protocolo creado para la evaluación de los

parámetros acústicos mencionados anteriormente, por medio de una herramienta digital llamada

Aurora, un conjunto de plug-ins creado para Adobe Audition, con los cuales se puede medir y

manipular las respuestas al impulso de la sala, para la evaluación de las condiciones acústicas de

los recintos escolares.

Palabras clave: Respuesta al impulso de la sala, Confort acústico, Cabeza artificial, Tiempo de

reverberación, IACC.


ABSTRACT

The influence of acoustic parameters in a classroom for pedagogical use, on the acoustic comfort

of students and their cognitive performance, is affected due to several factors. Surveys carried out

for this document on students were analyzed, for subjective evaluation of the subject, and various

acoustic characteristics such as: background noise, reverberation time, EDT, STI, RASTI, C50,

D50, IACC, which describe objectively the acoustic comfort and are those that are intended to

investigate in this document, specifically making use of an artificial head, which represents the

way in which they hear and perceive the sound by both ears, the students in the classrooms, in order

to raise awareness on the importance of acoustic characteristics inside pedagogical classrooms,

their effects on cognitive performance and acoustic comfort.

Measurements are made in 10 elementary school classrooms in public institutions in the city of

Medellín. In each of the venues binaural audio samples were recorded by means of an artificial

head, for the analysis of background noise and reverberation time, in different points of the

classroom. The measurements were based on a protocol created for the evaluation of the

aforementioned acoustic parameters, by means of a digital tool called Aurora, a set of plug-ins

created for Adobe Audition, by which the impulse responses can be measured and manipulated of

the room, for the evaluation of the acoustic conditions of the school premises.

Keywords: Room impulse response, Acoustic comfort, Artificial head, Reverberation time, IACC


I. INTRODUCCIÓN

Los altos niveles sonoros que existentes dentro de las aulas de clase, afectan los procesos cognitivos

que ayudan al aprendizaje, debido a factores externos donde realizan actividades [1]; como las

aulas de clase, hay ciertas características dependientes del lugar que afectan dichos procesos

cognitivos, como los niveles de ruido al interior de las aulas y los tiempos de reverberación largos

que afectan la calidad del mensaje hablado y sus demás características acústicas que describen

subjetivamente la inteligibilidad de la palabra, por lo que unas condiciones de estudio inadecuadas,

afectan a los estudiantes y docentes sobre su salud y calidad de vida [2]. Como estudiante auxiliar

del grupo de investigación en modelamiento y simulación computacional de la línea de

investigación LIAPS(línea de investigación de acústica y procesamiento de señal) el presente

trabajo es un apoyo para el macro proyecto llamado ‘Identificación de factores de desempeño

ambiental (acústico, térmico y visual) determinantes de la salud mental de docentes y estudiantes

de escuelas públicas de Bogotá, Medellín y Cali: línea base para el análisis de impacto de la política

según la norma NTC9545’ que se lleva a cabo entre la universidad San Buenaventura y Colciencias,

basándose en estudios con objetivos similares, como lo demuestra la tesis de PhD del ingeniero

Luis Tafur Jimenez ‘Assessment of hybrid numerical approach to estimate sound wave propagation

in an enclosure and application of auralizations to evaluate acoustical conditions of a classroom to

establish the impact of acoustic variables on cognitive processes’ [3]

Por lo que el estudio de las condiciones acústicas en aulas de clase, demuestran un factor importante

a la hora de realizar tareas cognitivas y garantizar un confort acústico, como se demuestra en el

siguiente documento.


II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las condiciones acústicas desfavorables en las aulas de clase con fines de aprendizaje, tienen un

impacto negativo sobre las personas [4], por lo que garantizar un confort acústico es necesario para

el cuidado y protección de la salud tanto en los estudiantes como en los docentes. Esta

contaminación acústica se debe a varios factores, entre ellos 2 factores principales como: El ruido

de fondo o ruido procedente de fuentes externas (calles, obras, tráfico, etc.), y el tiempo de

reverberación, el cual es producido por las reflexiones de las ondas sonoras en las paredes, techo,

piso y demás objetos en el aula [5]. Además, diversos estudios han demostrado que niveles altos

de ruido y tiempos de reverberación largos tienen una consecuencia no favorable en las personas

[6], los problemas más comunes y repetitivos en los docentes debido a esto es el estrés, las

patologías de la voz y el agotamiento, se demuestra que un gran número de docentes recurren al

médico a causa de estas consecuencias [7]. Y en los alumnos perjudica su rendimiento cognitivo,

su concentración, la recreación y el sueño [8], además incluyendo el ruido tonal, de baja frecuencia

o intermitente, a los cuales se les atribuye sintomatologías como: malestar, insomnio,

entorpecimiento de la comunicación y molestias sobre los procesos cognitivos [9], por lo que se

consideran estos factores molestos y reportan disminución en la calidad de vida [10] y aprendizaje.

Por lo tanto, una calidad acústica que cumpla con las cualidades mínimas para espacios destinados

al aprendizaje o con fines pedagógicos, como lo dicta la BB93 [11], es necesaria a la hora del

diseño y construcción de este tipo de espacios. En este caso se pretende realizar la evaluación y

análisis por medio de una cabeza artificial, para tener condiciones más acertadas y similares con

respecto a la escucha de los seres humanos (escucha binaural) [12] y poner a prueba el método para

evaluar los diferentes parámetros acústicos por medio del protocolo desarrollado para este trabajo,

teniendo un análisis más aproximado a la realidad auditiva con respecto al confort acústico y su

pleno rendimiento cognitivo desde el mismo de los ocupantes.

A. Antecedentes

Lord Rayleigh hace más de un siglo enuncio la teoría dúplex, la cual estudio las alteraciones que

se producen en la cabeza y el torso del ser humano, utilizando la técnica del espacio auditivo virtual,

donde los oyentes evaluados, reconocieron las ubicaciones aparentes de los objetivos virtuales que


se presentaron a través de auriculares y se filtraron con las funciones de transferencia direccional

de los oyentes [13].

En 1930 Firestone basado en la teoría, realizó pruebas considerando a la cabeza como una esfera

rígida y analizó los niveles de presión sonora en dos polos separados por 180 grados emulando la

ubicación de los oídos. Concluyó que la diferencia de nivel entre ambos polos -originada por

difracción provocada por la cabeza- es función de la frecuencia y de la dirección de la onda

incidente. La diferencia de nivel entre el oído izquierdo y el derecho se conoce como Diferencia

de Nivel Interaural (ILD, en inglés). Las ILD son despreciables por debajo de los 500 Hz (la

longitud de onda es menor al diámetro de la cabeza) y crecen rápidamente hasta alcanzar su valor

máximo alrededor de los 4000 Hz cuando la fuente se encuentra enfrentada a uno de los oídos [14].

Continuando con el modelo esférico de la cabeza, Kuhn (1977) [15] realizó estudios teóricos, que

validó con mediciones, sobre la diferencia de los tiempos de arribo de la onda sonora a ambos

oídos. Dedujo que para todas las frecuencias audibles dependían solo del ángulo de incidencia,

pero diferían según la región de frecuencias considerada: eran mayores para bajas frecuencias

(hasta 500 Hz); mínimos para frecuencias medias (entre 1000 y 1500 Hz) y aumentaban para

frecuencias altas (> a 3000Hz). Esta diferencia se conoce como Diferencia de Tiempo Interaural:

ITD.

Además de las dos evidencias mencionadas, las ondas sonoras se dispersan, refractan y cancelan

en las protuberancias y cavidades de los pabellones auriculares (orejas). Esto da origen una serie

de picos y valles en la zona de frecuencias medias y altas -entre los 4000 y

12000 Hz- que se desplazan dependiendo del ángulo de incidencia de la onda sonora. Las

reflexiones y difracciones producidas en el torso y hombros afectan también esta zona del espectro

(Shaw, 1974; Kuhn, 1977) [16]. Las variaciones en el espectro de las ondas que alcanzan ambos

tímpanos pueden ser descriptas como un proceso de filtrado natural que depende de la dirección de

incidencia y de la anatomía del individuo.

La ILD, ITD y las transformaciones espectrales son las características de las ondas que el ser

humano utiliza para localizar una fuente sonora en el espacio y se las denomina claves perceptuales.

Las HRIR se obtienen mediante la medición en cámara anecóica de la respuesta impulsiva entre

una fuente sonora y ambos tímpanos de un oyente.

Se determinan para diferentes posiciones discretas de la fuente ubicada sobre una superficie

esférica de 1,5 metros de radio. En la proximidad de los tímpanos del sujeto –situado en el centro


de la esfera- se colocan micrófonos miniaturas; como fuente, se emplean parlantes y como señales

impulsos angostos, series de máxima longitud o códigos de Golay (Zhou et. al. 1992) [17].

Las transformadas de Fourier de las HRIR, se conocen como Funciones de Transferencia de Cabeza

(HRTF) .

Estos estudios realizados ya hace varios años, dan paso a las investigaciones y estudios que se

deben realizar sobre la percepción de escucha de los seres humanos, lo que llevo a estudios sobre

las condiciones acústicas en las aulas de clase o recintos destinados al desarrollo cognitivo donde

se deban tener las mínimas condiciones del aula que aseguren un confort acústico dentro de la

misma, teniendo en cuenta el tiempo de reverberación y el ruido de fondo al interior de los recinto

[18], [19].

Existe evidencia científica que respalda con estudios, investigaciones y experimentos, que el ruido

en las personas puede ser de carácter negativo para la salud, el cual puede traer consecuencias

como: alteraciones auditivas, hipertensión, cardiopatía isquémica, molestia, alteración del sueño y

disminución en el rendimiento escolar [20], la exposición al ruido se encuentra en crecimiento y es

un fenómeno que hace parte de la vida cotidiana del ser humano tanto en países desarrollados como

en lo que están en vías de desarrollo.

Para evaluar las condiciones acústicas existentes y futuras de las aulas de clase, se utilizan técnicas

utilizadas para aplicar un sistema de auralización. Se establecen valores límites e indicadores

acústicos. En este documento también se explican los procedimientos para diseñar tratamientos

acústicos teóricos, para cumplir con los estándares y límites acústicos correspondientes. Por último,

se realiza una prueba subjetiva la cual evalúa la inteligibilidad y dificultad auditiva para el aula de

clase, las cuales tiene en cuenta las condiciones presentadas anteriormente [21].


III. JUSTIFICACIÓN

Como auxiliar del grupo de investigación en modelamiento y simulación computacional que tiene

la Universidad San Buenaventura de Medellín conjunto a Colciencias, se quiere evaluar las

características acústicas que influyen sobre el confort acústico de aulas de clase, en el rendimiento

cognitivo de los ocupantes de básica primaria ubicados en colegios públicos de la ciudad de

Medellín, mediante el uso de una cabeza artificial, la cual presenta características auditivas y

físicas, similares a las de los seres humanos (Escucha binaural y cabeza humana), logrando un

acercamiento más fiable a la percepción de escucha de las personas que ocupan los recintos, tanto

del ruido, como del habla y su inteligibilidad, Estudios anteriores y recientes referentes al tema del

ruido y del tiempo de reverberación en aulas de clase, han arrojado impactos significativos sobre

las dificultades que causa sobre el desarrollo cognitivo, asociado a los niños [22] Teniendo en

cuenta los parámetros acústicos, la inteligibilidad del habla y los niveles de ruido de fondo al

interior de las aulas, todo esto basado en los fines para evaluar un aula en términos de práctica de

enseñanza-aprendizaje. Estos estudios pretenden proponer nuevas formas para el análisis y la

medición de las características acústicas y el ruido de fondo de un recinto con fines pedagógicos,

para así, llegar a una mejor conclusión basada en el acercamiento a las condiciones reales de los

estudiantes, docentes y aulas de clase, por lo que en esta investigación también se busca mejorar

los vacíos de pasadas investigaciones y lograr mejoras, propuestas viables y resultados más

acertados. De esta manera, se pretende llegar a conclusiones que den paso a propuestas, que aporten

de una manera positiva a esta problemática y así ayudar a mejorar el sistema educativo y el

aprendizaje cognitivo de las personas, desde un punto de vista acústico.


IV. OBJETIVOS

A. Objetivo general

Evaluar las caracterizas acústicas de los recintos pedagógicos a través del uso de una cabeza

artificial con el fin de determinar el confort en aulas de clase y su influencia en el rendimiento

cognitivo.

B. Objetivos específicos

Realizar un protocolo para la caracterización acústica de recintos pedagógicos a través del análisis

de audio binaural, índices de ruido y tiempo de reverberación con el uso de una cabeza artificial.

Analizar mediante el audio binaural, las condiciones acústicas de las aulas, mediante los

parámetros acústicos obtenidos mediante el protocolo desarrollado.

Identificar los factores acústicos y fuentes de ruido que interfieren en los procesos cognitivos en

los recintos pedagógicos con el uso de encuestas a estudiante y maestros que habitan.


V. MARCO TEÓRICO

A. Confort Acústico

La organización mundial de la salud (constitución de la organización mundial de la salud. 1946.

New York. USA. OMS) define el confort acústico como “el estado de completo bienestar físico,

mental y social del individuo y no solamente la ausencia de afecciones o enfermedades”.

En este se incluyen los factores acústicos y factores del ruido, debido a que la existencia de sonidos

es necesaria para la percepción del entorno, ya que está demostrado que la ausencia total del sonido

puede afectar la salud física y mental de las personas, por lo que hace referencia a las sensaciones

auditivas de las personas, por lo que la acústica es la encargada de realizar los cambios y estudios

necesarios para una buena audición en los espacios. El factor contaminante del sonido es cuando

es intenso en nivel y desordenado, los cuales son nocivos para la salud de los seres humanos. Es

vital entender que es el ruido y que repercusiones a corto, mediano y largo plazo puede tener.

El grado de inconformidad depende de muchos factores, entre ellos están: el sexo, la edad, la

experiencia y relación de sonidos, el estado de ánimo, etc.

La primera molestia que ocasiona el ruido es ese malestar que sentimos cuando interfiere con la

actividad que estamos realizando o cuando interrumpe nuestro reposo. Entre las afecciones que

pueden causar este contaminante están: Interferencia en la comunicación: Los ruidos muy fuertes

impiden que nos comuniquemos normalmente ya que, para hacerlo, nos vemos obligados a alzar

mucho la voz o a acercarnos al oído de la otra persona. Pérdida de atención, de concentración y de

rendimiento: Un ruido repentino producirá distracciones que reducirán el rendimiento en muchos

tipos de trabajos, especialmente en aquellos que exijan un cierto nivel de concentración. Tareas

como la lectura, razonamiento lógico y algunas que requieren de respuesta psicomotriz, pueden

verse limitadas por los ruidos intensos. Trastornos del sueño: El ruido influye negativamente sobre

el sueño, en mayor o menor grado según peculiaridades individuales, a partir de los 30 decibelios

[23].


B. Caracterización acústica

Todo recinto destinado a la transmisión de un mensaje ya sea música o palabra, necesita contar con

una serie de características determinadas que hacen que la acústica sea adecuada.

Sabine, profesor de la universidad de Harvard centró su trabajo en la aplicación de la acústica en

la arquitectura. De él surgió la ecuación para el cálculo del tiempo de reverberación de un recinto.

A partir de Sabine a finales del siglo pasado, se han ido desarrollando nuevas teorías tanto en la

acústica como en la psicoacústica y la relación entre ellas.

El tiempo de reverberación ha sido el parámetro acústico más estudiado y utilizado, pero hoy en

día, este es insuficiente para realizar la caracterización de un recinto

Los principales parámetros están recogidos en la norma UNE-EN ISO 3382: medición de tiempo

de reverberación de recintos con referencia a otros parámetros acústicos [24].

C. Binaural

Haciendo uso de una cabeza artificial con dos micrófonos situados en el lugar de los oídos, se graba

lo que se conoce como sonido binaural, este trata de obtener un sonido en 3 dimensiones con la

dimensión incluyendo la altura. Pero el termino hace referencia a las señales que son grabadas o

procesadas para representar determinadas características del sonido como la amplitud, frecuencia

y tiempo de la presión sonora que capturan los oídos [25].

D. Cabeza artificial, Su Función de Transferencia Relacionada y Respuesta al Impulso

Relacionada (HRTF, HRIR)

Por medio de una cabeza artificial se representan las condiciones auditivas de recepción del sonido

de los seres humanos, a las medidas realizadas para el mejor análisis de los cambios de contenido

espectral en la escucha directiva, desarrollando modelos físicos, y simulaciones computacionales

para poder obtener esta variación del contenido espectral dependiente de la dirección en la que se

obtuvo o la posición de las orejas del oyente, a esto se le llamo: Head realated transfer functions

la cual define en campo lejano del oído, sea el izquierdo o el derecho, como la respuesta en

frecuencia de cada cabeza o individuo. Haciendo uso de la transformada de Fourier inversa se

consigue la expresión análoga en el dominio del tiempo HRIR (Head related impulse response) .


E. Respuesta al impulso de la sala (RIR)

Para evaluar las características acústicas de un recinto es crucial el conocimiento de su respuesta

impulsiva (Room Impulse Response: RIR). Tradicionalmente se ha utilizado como señal de

excitación ráfagas de ruido filtrado por bandas y disparos de pistola, ambos con bajos niveles de

relación señal ruido. Para salvar este inconveniente, se utilizan técnicas indirectas que emplean

señales continuas y post-procesamiento digital de señales para obtener la RIR. Las más utilizadas

son: Series binarias de Máxima Longitud y Barridos en Frecuencia. En una primera etapa, se realizó

un estudio comparativo de parámetros acústicos definidos en ISO 3382:1997. Estos fueron

calculados a partir de las respuestas impulsivas monoaurales (MRIR) medidas en campo

reverberante en un recinto con alta dispersión sonora utilizando el método directo e indirecto. Se

pudo comprobar la existencia de variaciones significativas, según el método utilizado, en algunos

indicadores monoaurales. Así mismo, se pudo establecer ventajas y desventajas de las técnicas

empleadas. En una segunda etapa, se realizó un análisis físico-acústico-espacial que estudia las

MRIR obtenidas por el método indirecto en puntos de recepción ubicados en campo cercano,

directo y reverberante del mismo recinto. En esta tercera y última etapa, se realizó un análisis

similar al anterior de BRIR obtenidas por el método indirecto, medidas con una cabeza y torso

artificial (Head And Torso Simulator: HATS). Se pudo evidenciar las deficiencias de los métodos

y establecer posibles dependencias espaciales [26].

F. Correlación

Es una operación matemática similar a la convolución, operación entre dos secuencias. Esta mide

la similitud entre las dos señales analizadas [27].

G. Ruido

El ruido es considerado como todo sonido no deseado para el oído humano, teniendo como

características los tonos y los cambios de nivel sonoro, lo que hace que el ruido sea más perceptible

dependiendo del tono o el cambio de nivel sonoro [28]. Este tiene efectos sobre el ser humano


como la interferencia en la comunicación hablada, percepción en señales de alarma, bajo

rendimiento laboral, molestias entre otros.

Los diferentes tipos de ruido se pueden clasificar según sus variables físicas más importantes como:

su contenido espectral, duración, su dinámica temporal y amplitud [29] así que, dependiendo de

sus variaciones de nivel de presión sonora en el tiempo, en: continuo, intermitente, tonal, impulsivo

o de baja frecuencia. Además, el ruido es considerado un contaminante que interfiere con los

procesos de aprendizaje y uno de los peligros laborales más comunes.

H. Ruido de fondo

Cuando en un recinto no se realiza ninguna clase de actividad, todo aquel sonido que se percibe

es llamada ruido de fondo según la definición de Carrión [29].

I. Convolución

Una señal se puede descomponer en varios impulsos. El proceso por el cual se logra determinar

la respuesta de un sistema a una señal de entrada, basada en la respuesta al impulso del sistema,

este es para sistemas linealmente invariantes en el tiempo (LTI) . El cual se representa de una

manera concisa por media de la convolución la cual es expresada así:

𝑦[𝑛] = ∑ (𝑥[𝑘]ℎ[𝑛 − 𝑘])∞𝑘=−∞ (1)

Y si se refiere al tiempo continuo se representa:

𝑦[𝑛] = 𝑥[𝑛] ∗ ℎ[𝑛] (2)

𝑦[𝑛] = Respuesta del sistema

𝑥[𝑛] = Señal de entrada

ℎ[𝑛] = Respuesta al impulso del sistema


J. Tiempo de reverberación

Definida según el físico W.C Sabine como el tiempo que tarda en segundos el nivel de presión

sonora de un recinto en que su energía caiga 60 dB con respecto a un nivel de excitación, la fórmula

más conocida, aunque no es la única es:

𝑅𝑇 =0,161∗𝑉

𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙+4𝑚𝑉 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠) (3)

V = Volumen del recinto en metros cuadrados

𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = Absorciónón total del recinto en Sabines

𝑚 = Constante de atenuación del sonido en el aire

En cuanto a la percepción del oído, correspondería al tiempo que tarda un sonido en desaparecer y

fundirse entre los sonidos ambientales dentro de un espacio cerrado [22].

K. Tiempo de reverberación T20 y T30

A partir de la pendiente de caída de los primeros 20 dB o a partir de la pendiente de caída de los

primeros 30 dB se puede hallar el tiempo de reverberación. Estos dos datos son, respectivamente,

el T20 y el T30. El T20 da una información más cercana a la primera impresión de reverberación

y el T30 se acercará más al T60, aunque no tenga tanto en cuenta la reverberación tardía como el

T60. Tanto el T20 como el T30 se aproximan más a la impresión subjetiva de reverberación que el

mismo T60 [26].

L. Tiempo de reverberación medio (RTmid)

Se representa por 𝑅𝑇𝑚𝑖𝑑 al valor obtenido de realizar la media aritmética de los valores

correspondientes a las bandas de 500 HZ y 1KHz.


𝑇𝑅𝑚𝑖𝑑 =𝑇𝑅500𝐻𝑧+𝑇𝑅1000𝐻𝑧

2 (4)

𝑇𝑅500𝐻𝑧 = Tiempo de reverberación en la banda de 500 Hz.

𝑇𝑅1000𝐻𝑧 = Tiempo de reverberación en la banda de 1000 Hz.

Este valor óptimo depende del volumen del recinto, debido a que el tiempo de reverberación varia

con respecto a la frecuencia, disminuyendo su valor a medida que aumenta la frecuencia, esto en

parte es debido a la absorción de las frecuencias altas por el aire y absorción de los materiales en

las mismas [30].

M. Índice de transmisión de habla (STI)

“Speech Transmision Index” por sus siglas en ingles STI fue definido por Houtgast y Steeneken

en la primera mitad de la década de los 70. STI puede tomar valores comprendidos entre 0 y 1,

siendo el primer valor una inteligibilidad nula y 1 una óptima inteligibilidad. Su cálculo es muy

complejo y laborioso, pero este parámetro caracteriza la buena compresión del mensaje hablado a

partir del tiempo de reverberación y de la relación señal a ruido en un punto de escucha

determinado. Para un recinto de uso de la palabra se recomiendo un valor superior a 0,65 de STI.

Aunque se suele representarse como un valor global se puede calcular para bandas de frecuencias.

A continuación, se muestra la valoración subjetiva de la inteligibilidad de la palabra con respecto

a los valores de STI [31].

TABLA I. CORRESPONDENCIA VALOR STI – VALORACIÓN SUBJETIVA DE LA

INTELIGIBILIDAD

STI 0– 0,3 0,3 – 0,45 0,45 – 0,6 0,6 – 0,75 0,75 - 1

Valoración Mala Pobre Aceptable Buena Excelente

N. Rapid speech transmission index (RASTI)

Hace referencia a la inteligibilidad de la palabra, es un método simplificado del STI, más rápido y

se usa para evaluar la inteligibilidad de una sala, pero usando un menor número de índices, con lo


que se reduce el tiempo de cálculo y el número de medidas., Bruel y Kjaer es la empresa que

patento este índice [29].

TABLA II. CORRESPONDENCIA ENTRE INTELIGIBILIDAD Y SUS PARÁMETROS DE MEDIDA

STI/RASTI Inteligibilidad

0.88 – 1 Excelente

0.66 – 0.86 Buena

0.5 – 0.64 Aceptable

0.36 – 0.49 Pobre

0.29 – 0.34 Mala

O. Tiempo de decaimiento temprano (EDT)

Un parámetro relacionado con la percepción subjetiva de la reverberación y la geometría de la sala,

según Moreno este valor es seis veces el tiempo que tarda en disminuir 10 dB el nivel de presión

sonora, después de que la fuente de sonido se haya apagado [32]. Esta resta relacionada con el

tiempo de reverberación, ya que el EDT mide la reverberación percibida y el RT la real, el valor

recomendado con la sala vacía se denomina 𝐸𝐷𝑇𝑚𝑑 y debe de ser igual o aproximado al valor de

𝑅𝑇𝑚𝑑. El 𝐸𝐷𝑇𝑚𝑑 se calcula como la media aritmética de las frecuencias de: EDT(500Hz) y

EDT(1000Hz)

P. Claridad de la voz (𝑪𝟓𝟎)

Parámetro para recintos destinados para la palabra, se define como la relación que existe en un

punto determinado, entre la energía sonora que llega al oyente durante los primeros 50

milisegundos, desde que llega el sonido directo (incluyendo el sonido directo y las primeras

reflexiones) y la energía que llega después de los 50 milisegundos es conocida como la claridad de

la voz o C50. Para la obtención del 𝐶50 se calcula en cada banda de frecuencia entre 125Hz y 4KHz.

Se expresa en escala logarítmica:


𝐶50 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 50 𝑚𝑖𝑙𝑖𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 50 𝑚𝑖𝑙𝑖𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 (𝑑𝐵) (5)

Según L.G Marshall para obtener un valor que represente dicho valor, se debe calcular el

C50(‘speech average’), el cual se define como la media aritmética ponderada de los valores que

corresponden a las bandas frecuenciales de 500Hz, 1KHz, 2KHz y 4KHz, teniendo a 15%, 25%,

35% y 25% como factores de ponderación respectivamente, basado en la contribución estadística

aproximada de cada banda de la inteligibilidad [33].

𝐶50(′𝑠𝑝𝑒𝑒𝑐ℎ 𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒′) = 0,15 ∗ 𝐶50(500𝐻𝑧) + 0,25 ∗ 𝐶50(1𝐾𝐻𝑧) + 0,35 ∗ 𝐶50(2𝐾𝐻𝑧) +

0,25 ∗ 𝐶50(4𝐾𝐻𝑧) (6)

Este valor corresponde a cada punto del recinto donde se mide, cuanto más elevado sea el valor,

mayor resultara la inteligibilidad de la palabra. Para salas ocupadas el valor recomendado es de:

𝐶50(′𝑠𝑝𝑒𝑒𝑐ℎ 𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒′) > 2 𝑑𝐵 (7)

Q. Definición (𝑫𝟓𝟎)

En 1953, a la primera proporción de energía que llega al oyente durante los primeros 50

milisegundos, desde la llegada del sonido directo incluyendo reflexiones con respecto a la energía

total se denominó por el alemán Thiele como: 𝐷50 ó porcentaje de la primera parte de comparación

con la energía total. Es utilizada para salas destinadas a la palabra y también se puede calcular

directamente a partir de la curva de disminución de energía:

𝐷50 = 1 −𝐸(𝑡=50𝑚𝑠)

𝐸(𝑡=0𝑚𝑠) (8)

𝐸(𝑡 = 50𝑚𝑠) = Energía recibida en los primeros 50 milisegundos.

𝐸(𝑡 = 0𝑚𝑠) = Energía total recibida.

Este parámetro también se relaciona con el 𝐶50por cada banda, por medio de la expresión:


𝐷 =1

1+10−

𝐶5010

(9)

El factor de la definición varía según la posición del oyente en la sala, por lo que para la

construcción de aulas con finalidad para el uso de la pablara se busca la máxima homogeneidad

del valor sobre todas las posiciones.

Si el valor de 𝐷50 es mayor a 0,50 se dice que cumple para una sala ocupada, y mientras este valor

sea mayor tendrá una mayor inteligibilidad de la palabra [34].

R. Correlación cruzada interaural (IACC)

Por sus siglas en inglés (interaural cross-correlation) es uno de los parámetros acústicos más

nuevos, se conoce como la correlación cruzada en las respuestas impulsionales calculadas en ambos

oídos, la cual representa el grado de similitud de una señal y otra. Si estas son iguales a cero

indicaran que son distintas si se aproximan a 1 significara que son similares. [45]Hidaka define el

𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒(e=early) el cual utiliza las reflexiones tempranas de ambos oídos hasta los 80 milisegundos

a partir del sonido directo. Okando describe que las bandas de frecuencias más representativas son

las centradas en:

𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒3 =𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒(500𝐻𝑍)+𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒(1𝐾𝐻𝑍)+𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒(2𝐾𝐻𝑍)

3 (𝑑𝐵) (10)

el cual cuantifica la similitud entre las informaciones de ambos oídos dentro de los 80

milisegundos. Se suele utilizar el parámetro 1 − 𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒3 para definir los valores medios que

describen la categoría acústica de la sala subjetivamente, L. Beranek propone para sala vacía y uso

de la palabra el siguiente valor y tabla:

1 − 𝐼𝐴𝐶𝐶𝑒3 ≅ 0,70 (11)


TABLA III. CARACTERIZACIÓN DE LAS SALAS PARA 〖1-IACC〗_E3

𝟏 − 𝑰𝑨𝑪𝑪𝒆𝟑 Categoría Acústica de las salas

0,66 Excelente

0,55 Muy buena

0,41 Aceptable/buena

1) Consideraciones estadísticas

a) Población

También llamada universo, define el conjunto de unidades o en este caso de personas a evaluar,

que tienen en común ciertas notas o peculiaridades que se desean estudiar. En estudios estadísticos

esta se define arbitrariamente en función de sus propiedades. Este tipo de población a utilizar es

llamado población de observación y reacciones a estímulos sonoros, como en nuestro caso el

personal vinculado a laboratorios de psicología, pero cuando no es posible mediar a cada individuo

de la población, la solución es tomar una muestra representativa de la misma.

b) Muestra

Como dice su nombre es una muestra representativa de la población cuantificada para una

investigación, esta refleja las características que definen la población de la cual fue extraída. El

tamaño está determinado por el nivel de precisión requerido, por el error de muestreo aceptable o

dispuesto a tolerar teniendo un error calculable. Se entiende por todo proceso de selección de

individuos.


VI. METODOLOGÍA

A continuación se describirá todo el proceso llevado a cabo para el desarrollo del presente proyecto,

el cual se inició con el desarrollo y creación de un protocolo, ver Anexo 1, con el objetivo de

evaluar mediante la captura de audio binaural, utilizando la cabeza artificial construida por la

Universidad de San Buenaventura y la Universidad de Medellín y basado en normas ISO y en

normas nacionales e internacionales, para la medición de ruido de fondo y tiempo de reverberación,

así como, diferentes parámetros que describen el confort acústico, en aulas de básica primaria de

instituciones públicas de la ciudad de Medellín y determinar el efecto que estos tienen en el proceso

de aprendizaje y enseñanza

La metodología a seguir con las mediciones en cada una de las aulas visitadas, fue muy similar en

todas, por lo que a continuación se presenta detalladamente los pasos, instrumentación y

condiciones que se tuvieron en cuenta para llevar a cabo todos los procedimientos necesarios y

adecuados.


Fig. 1 Diagrama de bloques de la metodología llevado a cabo.

De acuerdo al protocolo y estudio realizado, se visitaron las instituciones de acuerdo a los horarios

y condiciones adecuadas. En cada una de las aulas se instalaron los equipos para las medidas y

capturas de audio, acondicionando el espacio de acuerdo a su medición.

Para la captura de audio se utilizó la cabeza artificial mencionada anteriormente. Esta se colocó

sobre una base graduable a una altura de 1.2 mts sobre el suelo, como se ve en la figura 1.


Fig. 2 Posición cerca del tablero a una altura de 1,2 metros de la cabeza artificial.

Cada micrófono es omnidireccional por lo que necesita Phanton Power, estos están conectados a

un cable XLR (macho) los cuales estaban marcados con L y R, para su correcta conexión en la

interfaz de audio y análisis en el momento de editar y manipular la información obtenida.

La interfaz utilizada fue una Scarlett 2i2 de Focusrite [35] , como se ve en la figura 2 con los

preamplificadores en cero, sin ganancia y el Phanton Power encendido. Se conecta a un portátil

Mackbook pro 13” OSX versión 10.9.5 con un procesador 2.3 GHz Intel Core i5 y 46B de memoria,

en el cual se utilizó el programa Reaper V4.78 software para grabación. Donde se capturan los

audios a una frecuencia de muestreo de 44100 Hz y una profundidad en bits de 16.


Fig. 3 Interfaz de audio con phanton power y sin ganancia en los pre-amplificadores.

Se armó e instaló la fuente utilizada, un dodecaedro (fuente omnidireccional). Para iniciar con el

proceso de calibración, el cual consiste en:

1. Ubicar el dodecaedro a 1,2 mts del suelo y separado de superficies 0,5 mts.

2. Luego ubicar la cabeza artificial a 1,2 mts del suelo, 0,5 mts de la superficie reflejante y a

un metro de la fuente omnidireccional.

3. Utilizando el método: Speech Transmissión Evaluator [35], se procedió a enviar una señal

de prueba por medio de un cable TRS, desde la interfaz de audio hasta la fuente generadora.

Luego utilizando un sonómetro Svantek calibrado previamente, se midió en cada oído un

nivel del tono, pero en este caso una frecuencia a 1 KHz a 94 dB, cuando se detuvo el nivel,

este fue grabado por el software Reaper, en el caso de que cada oído registrado por el

Svantek no estuviera en el nivel, este fue grabado con los preamplificadores para tener un

registro de los 94 dB en cada canal para obtener el nivel deseado. Ver figuras 3 y 4.


Fig. 4 Medición de la señal de calibración.


Fig. 5 Registro de la señal de calibración

- Este proceso se realiza antes y después de las mediciones para corroborar que no se hayan

descalibrado los niveles de cada canal (L+R)

- Luego de calibrar la cabeza artificial y el sistema de captura, se procedió a medir el ruido

de fondo con la fuente apagada.


En el software se crearon 2 canales (L y R), con el número de la posición, para así saber su

ubicación dentro del aula. Se realizaron capturas de audio con puertas y ventanas cerradas con una

duración mínima de 3 minutos por posición. Las posiciones de medición, ver fichas técnicas,

tuvieron en cuenta los puestos de estudiantes más alejados del tablero figura 5, los cercanos a las

paredes, los del medio del aula, los de adelante cerca del tablero y una posición del docente muy

cerca del tablero.

Fig. 6 Posición de medición alejada del tablero

Antes, durante y después se procedió a llevar la bitácora de medición registrando hora de inicio y

de finalización y descripción de eventos sonoros que pudieran afectar la grabación.

Terminada la grabación de ruido de fondo, se procedió a medir tiempo de reverberación, por lo que

se dejó el salón vacío, sin sillas ni puestos. Se ubicó la fuente en una de las esquinas del aula en

donde estaban ubicados los tableros, para la medición de la fuente 1, luego estas posiciones se

intercambiaban en las esquinas del aula para las mediciones con la fuente 2, teniendo en cuenta

siempre ubicar la fuente donde el docente tenía su lugar en el aula de clase. Se conectó nuevamente


el sistema de reproducción con la fuente, por medio de la línea TRS para enviar la señal sine-sweep

, el cual es el barrido de frecuencia diseñado por el grupo de investigación en modelamientos y

simulación computacional.

Estando el aula vacía, la fuente encendida, el software de grabación listo en los canales de captura

y la señal de barrido, se ubicó la cabeza con su base en las posiciones a media, como se ve en la

figura 6.

Fig. 7 Posición cerca del tablero y de la puerta del aula.

Se utilizó un nivel en fuente lo suficientemente alto para estar por encima del ruido de fondo, al

menos 35 dB, como solo se medió el T20, por cada posición se capturaba el audio procedente de

la fuente, la cual producía el barrido sinusoidal utilizado; para cada posición de fuente se utilizaron

entre 4 y 6 posiciones, dependiendo del tiempo y disponibilidad de los recintos, lo que da un

aproximado de 10 a 12 posiciones de medición por aula. Se tuvo en cuenta siempre que se capturó

el audio, que este no clipeara en ningún momento de la grabación y tuviera un nivel de señal

relativamente alto sin saturar. Luego de realizar las capturas, se procedió a desinstalar los equipos

y dejar las aulas como se encontraron. Las sesiones de grabaciones son guardadas por el nombre

del colegio, fecha, aula y tipo de medición, para luego ser llevada a analizar.

Los audios de ruido de fondo por cada posición (L+R) se analizaron por medio del software

Audacity 2.0.0 por medio del plug-in módulo llamado Aurora Time History Analyzer. Al cual, se

importan los audios de cada posición (L y R) en el Audacity, se selecciona la región a evaluar de

los audios y en la parte superior se ingresa a la opción Analyze, Auror time History Analizer (Ver

figuras 7 y 9), este abre una ventana nueva donde se corroboran los canales a analizar y al lado otra


ventana donde se ingresan las señales de calibración ver figura 8, luego se le da click en Analyze.

Esta muestra en un cuadro al lado derecho los datos calculados para cada canal y su respectivo

promedio, se utilizó el Leq-dB RMS para el análisis de los resultados, debido a que es el más

acertado para un nivel único de ruido de fondo y en la forma en como escucha el ser humano es

más fiable el RMS que un nivel pico.

Fig. 8 Programa Audacity 2.0.0

Fig. 9 Ingreso de audios de calibración, Audacity.


Fig. 10 Programa Audacity Modulo Aurora

Seguidamente de realizar ese proceso para cada uno de los archivos obtenidos, se realizó el análisis

de los archivos para la obtención del tiempo de reverberación y demás parámetros acústicos de

interés, el cual se realizó, por medio del mismo software Audacity y el Plug-in módulo Aurora. Se

procedió a importar los audios que se capturan en las mediciones (L+R) y el audio de la Sine-

Sweep invertida, para convolucionar estas señales y poder hallar la respuesta impulsiva de cada

canal (L+R).

Seguido de esto, se procedió con lo anteriormente mencionado, por medio de la opción: Effect en

la parte superior y en Aurora Convolver (Ver figura 10), esta abre una nueva ventana en la cual se

eligió, el canal como Audio Data y el barrido sinusoidal invertida como el filtro para la convolución

(Ver figura 11). Luego se seleccionó en combinar y luego se le indicó en: Calcular. Por lo que se

debe de tener en cuenta que este proceso se debe realizar con cada una de las muestras obtenidas.

Fig. 11 Selección de módulo Aurora para convolución, Audacity.


Fig. 12 Módulo del Aurora para convolucionar y hallar respuesta al impulso.

Terminado este procedimiento este arroja la repuesta impulsiva de cada uno de los audios (L y R),

luego esta señal, debe de ser editada, para que no tenga silencios ni ruidos externos tanto al inicio

como al final del audio, dejando unos 5 segundos de cola reverberante, es decir, tener la señal lo

más ‘limpia’ posible.

Luego de tener los audios de las respuestas impulsivas editadas y listas, se seleccionó ambos y se

ingresa a la opción Analyzer, Aurora Acoustical Parameters (ver figura 12), esta abre una nueva

ventana, al lado derecho de la ventana, aparece la opción del modo de grabación o de captura de


los audios o de las respuestas impulsivas, por lo que se procedió a elegir la casilla de grabación con

2 canales y se seleccionó la opción: Binaural Dummy Head, habilitando la opción de IACC

integración. Además, en el lado izquierdo de la pantalla se marcó, para ser calculados los

parámetros acústicos como: EDT y Average mode, teniendo todo seleccionado se le dio: Calcular

(Ver figura 13).

Este calcula por cada canal, los parámetros acústicos por banda de octava, como el EDT, T20,

IACC, C50, D50, de allí se sacan los parámetros a estudiar.

Fig. 13 Selección del módulo para hallar parámetros acústicos.


Fig. 14 Configuración para el cálculo de los resultados.

Y, por último, se procedió a calcular uno de los parámetros de inteligibilidad más importantes para

las aulas destinadas a la palabra hablada y su comprensión sin esfuerzo, el cual es el STI. Por medio

de módulo aurora se calcula el STI y el RASTI para cada posición y luego obtener un global de las

aulas evaluadas. A continuación, se describen los procesos a seguir:

En la parte superior de la ventana del programa, se seleccionó con el cursor la opción: Analizar,

luego se buscó el modulo llamada Aurora STI. (Ver figura 14)


Fig. 15 Ruta para la selección del módulo: Aurora STI

Este, al seleccionarlo, abrirá una ventana con 4 ventanas para seleccionar, se selecciona la opción

con el nombre: Room Impulse Response, allí, se seleccionan las respuestas impulsivas calculadas

de cada canal, sobre los canales que indica el módulo para computar los valores de STI. (Ver figura

15)


Fig. 16 Selección de las respuestas impulsivas para el cálculo de STI.

Luego de calcular el STI, este da como resultado una tabla con los valores por banda de octava

desde 125Hz hasta 8KHz del parámetro STI (Ver figura 16), además, en la parte inferior izquierda

de la ventana de resultados, aparece un cuadro con valores de STI para hombre y para mujer,

acompañado del RASTI (Ver figura 17).

Los valores utilizados, como son calculados por el programa son: el RASTI y D50, para los demás

parámetros para una valoración y evaluación del estado de las aulas se procedió a calcular: el 1-

IACCe3, el C50(‘speech average’), el Rtmid y EDTmid y basado en la teoría y en las bandas

arrojadas con los valores del mismo, se eligió realizar también el cálculo del STI. Se realizó un

análisis objetivo para cada una de las posiciones, teniendo en cuenta que para cada posición existen

2 señales de comparación y con resultados, luego se realizó un promedio estadístico de ambos

canales para obtener el total de cada una de las posiciones, obteniendo un único valor por posición,

para luego realizar el promedio espacial de todas las posiciones de medición y hallar un valor único

por aula. El mismo procedimiento se realizó con las mediciones de ruido de fondo, para obtener un


total por aula y un global para todas las aulas de instituciones públicas medidas de la ciudad de

Medellín.

Fig. 17 Valores por banda del parámetro STI

Fig. 18 Tabla de los valores calculados de RASTI

Por último, se tuvo acceso a encuestas que previamente fueron desarrolladas por estudiantes de

básica primara, con edades similares a los estudiantes que cursan los niveles de las aulas medidos,

se tabularon las encuestas para realizar un análisis estadístico con valoraciones subjetivas que

arrojaran porcentajes de los resultados de las encuestas, por medio del programa Microsoft Excel,

para una comparación con respecto a los datos medidos, como se mencionó anteriormente.


VII. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.

La metodología para el análisis de los resultados, recae en la valoración de cada posición, luego de

cada aula, para finalmente tener una valoración global de todas las aulas medidas, por lo que el

interés del proyecto es la evaluación de las características acústicas, haciendo el uso de un análisis

de audio binaural y tener una idea del impacto que tienen los mismos sobre el confort acústico y el

rendimiento cognitivo de los estudiantes.

1) Resultado mediciones institución educativa Presbítero

Según los resultados obtenidos sobre el Aula 012 y 013 con posiciones de medición y de fuentes

similares, se dice que, basados en las posiciones (como se observan en el croquis de la ficha técnica

de tiempo de reverberación aula 012) Anexo 5, se observa que para la posición 1, 2, 4, 5 y 6 el

tiempo de reverberación es recomendado y cumple con el tiempo para recintos para el uso de

palabra hablada, aunque el T20 es un resultado que se acerca más a la impresión subjetiva de la

reverberación, el RTmid calculado, tiene diferencias con los valores obtenidos del EDTmid

calculado, más no significativas, a excepción de la posición 3, que presenta sobre ambos oídos una

percepción mayor del tiempo de reverberación EDTmid con respecto al RTmid, esto puede ser

debido a la posición tan alejada y tan cerca de la ventana del aula, que da a la calle. En general el

aula cumple con los valores medidos de tiempo de reverberación y decaimiento temprano para este

tipo de recintos.

Con respecto a la claridad y definición de la palabra, dos parámetros relacionados entre sí, como

factor de definición según la posición con respecto a la fuente, se observa que para ninguna de las

posiciones el valor de C50 ave es recomendado, excepto en la posición 6, que tiene valores en

ambos canales aproximados al recomendado, esto debido a que es la posición representativa del

docente, la cual estuvo más cerca de la fuente emisora, las otras posiciones estaban más alejadas.

La valoración obtenida de la definición de la palabra D50 según las posiciones es recomendada

para casi todas las posiciones, aunque apenas cumple con el valor mínimo, a excepción de la

posición 3 que en uno de sus canales (oídos) presenta baja definición de la palabra, esto puede ser

debido a la posición de la cabeza con respecto a la fuente, a que sea un puesto alejado del tablero

y muy cerca de las ventanas del aula.


Para la evaluación de la inteligibilidad de la palabra la valoración subjetiva de la misma, muestra

que, en todas las posiciones, son aceptables los valores, aunque estos estén un poco por debajo del

valor recomendado para recintos para la palabra hablada, por lo que muestra una homogeneidad en

la inteligibilidad de la palabra de todo el recinto como buena o aceptable para su uso.

Finalmente en cuanto al parámetro que relaciona las señales que llegan a ambos oídos sobre cada

posición, muestra que según L. Beranek cumple para este tipo de recintos de palabra hablada sobre

todas las posiciones, debido a que tienen una buena valoración subjetiva de la sala en ambos

canales(oídos), esto para el aula 012, ya que para el aula 013 describe la misma situación a

excepción de la posición 3 la cual arrojó valores inferiores a los requeridos, esto puede deberse que

es la posición más cerca de la fuente (como se observan en el croquis de la ficha técnica de tiempo

de reverberación aula 013) Ver Anexo 6.

A pesar de los valores de algunos parámetros evaluados, los resultados globales (ver tabla 4)

calculados sobre las 2 aulas, cumplen con las valoraciones subjetivas en cuanto al uso del recinto,

a excepción del C50ave, el cual no es recomendado para este tipo de recintos.

TABLA IV. PARÁMETROS ACÚSTICOS AULAS 012 Y 013

Basado en las posiciones (como se observan en el croquis de la ficha técnica de ruido de fondo aula

de matemáticas) ver Anexo 3 y 4 son similares a las de los salones 012 y 013, los resultados

muestran gran homogeneidad sobre el ruido de fondo al interior del aula, al igual que en cada

posición, los 2 oídos, no exceden ± 2 𝑑𝐵 en variaciones del nivel. En la única posición donde los

niveles de ruido superan los recomendados fueron en la 6, posición representativa el docente, la

cual se ubica entre la puerta del salón y las ventanas, las demás posiciones están cubiertas por

muros, demostrando que en las posiciones 1 y 2, es mayor el nivel hacia el oído derecho, es decir,

Presbítero Aula 012 Valoración Aula 013 Valoración

Rtmid 0.80 Recomendado 0.84 Recomendado

EDTmid 0.90 Recomendado 0.91 Recomendado

STI 0.60 Aceptable 0.60 Aceptable

C50ave 0.45 No Recomendado 0.50 No Recomendado

D50 0.53 Recomendado 0.52 Recomendado

1 - IACCe3 0.98 Aceptable 0.88 Aceptable

RASTI 0.62 Aceptable 0.62 Aceptable


al interior del aula, el cual da a la ventana, por lo que las posiciones 3 y 4, reflejan estos valores en

el oído derecho, el más cerca de la ventana. Aunque se cumple con los niveles de ruido de fondo

en el promedio global, este valor es alto para la finalidad del recinto y puede tener efectos negativos

sobre el rendimiento cognitivo y confort acústico.

TABLA V. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA DE MATEMÁTICAS.

2) Resultado mediciones institución educativa Horacio Muñoz Muescan.

Como se observa en la tabla 6, las aulas 110 y 111 de la Institución educativa Horacio Muñoz

Suescún, no arrojaron valores de parámetros acústicos subjetivos de impacto positivo, debido a que

no cumplen con la mayoría de los valores mínimos, para un confort acústico para el desarrollo de

la actividad destinada, en la mayoría de los índices evaluados. A excepción del aula 111 que

demostró tener una valoración global de RASTI aceptable y al evaluar este parámetro en cada

posición, se logra ver la similitud entre los valores, lo cual demuestra homogeneidad en cada

posición y en el recinto en general para la inteligibilidad de la palabra. El índice de 1-IACCe3

demuestra que hay una buena similitud de las señales, con un valor aproximado al que propone

Beranek para la palabra hablada, demostrando la coherencia entre la información que llega a un

oído y al otro, dentro de las posiciones de la sala, haciendo de ella un recinto homogéneo para el

parámetro de correlación cruzada.

Con respecto a las posiciones (Ver Anexo 10 y 11) de ambas aulas y su tiempo de reverberación

medio, es mayor el tiempo en segundos del recomendado para el uso de recinto, además, el T20,

Aula matematicas Oído Izquierdo Oído Derecho Total (dB)

Posición 1 56.58 57.13 56.86

Posición 2 56.9 58.01 57.49

Posición 3 54.68 55.63 55.18

Posición 4 55.18 56.12 55.67

Posición 5 56.04 56.39 56.22

Posición 6 70.13 70.62 70.38

Global (dB) = 58.63

Leq - RMS (dB)


es un parámetro que se acerca más a la percepción subjetiva de la reverberación, esto afirmado por

un valor de EDTmid mayor en todas las posiciones al del tiempo de reverberación medio. La

posición 6 en el aula 111, representativa del docente en el tablero, es la única que cumple con este

requisito, y muy cerca al valor límite, esto debido a la cercanía con la fuente emisora, ubicada

siempre en el rango del tablero. Para todas las posiciones en las dos salas, la claridad de la palabra

no es recomendada, tiene valores muy por debajo del mínimo establecido, y por consiguiente D50

arrojó valores que no cumplen con el mínimo establecido, lo que es coherente debido a tiempos de

reverberación media y tiempos de decaimientos temprano tan largos con respecto al tiempo, los

cuales son evaluados en las bandas de la inteligibilidad de la palabra, al igual que los parámetros

anteriormente mencionados.

TABLA VI. PARÁMETROS ACÚSTICOS AULAS 110 Y 111

En las mediciones de ruido de fondo en el aula 110, la obtención de los audios binaurales, muestra

que, para todas las posiciones (Ver Anexo 8), los niveles cumplen según los valores permisibles,

pero si muestra una diferencia entre los niveles de ambos oídos para cada posición, obteniendo así

una influencia mayor del ruido sobre un costado del aula. Este se puede deber a los modos

existentes en el recinto, los cuales no fueron medidos. Estas aulas están construidas bajo un diseño

de techo inclinado y de gran altura, contando con el mayor porcentaje de material en concreto. Las

ventas y puertas, poseen ranuras que dan filtraciones al ruido. Las posiciones individuales en su

valor total muestran un nivel que difiere de ± 3 𝑑𝐵, valor que para bandas frecuencia les de 500Hz-

1KHz-2KHz y 4KHz pueden representar un aumento o atenuación significativa de los niveles de

ruido percibidos al interior del aula. Su valor global, el cual describe su homogeneidad debido a

los puntos cumple con el valor de ruido de fondo para el espacio.

Suescún Aula 110 Valoración Aula 111 Valoración

Rtmid 1.44 No Recomendado 1.37 No Recomendado

EDTmid 1.88 No Recomendado 1.81 No Recomendado

STI 0.46 Pobre 0.46 Pobre

C50ave -2.87 No Recomendado -2.57 No Recomendado

D50 0.32 No Recomendado 0.32 No Recomendado

1 - IACCe3 0.67 Buena 0.87 Aceptable

RASTI 0.45 Pobre 0.62 Aceptable


TABLA VII. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 110.

El aula 111 cuenta con características de diseño muy similares a la anterior(Ver Anexo 9), lo que

las diferencia es su ubicación adentro del colegio, estas aulas están una enfrente de la otra, la 110

ubicada en la parte de atrás de la institución, alejada de la calle y locales vecinos, mientras que la

111 se encuentra más cerca al centro de la institución, aledaña a la vía pública y todo por medio de

ventanas poco ajustables, lo que genera un mayor impacto de niveles de ruido al interior del aula,

lo cual se ve reflejado en la tabla 8, esta muestra valores similares en cada una de las posiciones de

mediciones, pero están algunos por encima del valor recomendado por la norma al interior de las

aulas con fines pedagógicos, y otros valores muy cerca de superar este límite de 65 dB. Aun así,

solo la posición 1 y 6 superan este nivel permisible, debido a la ubicación de ambas, estando más

cerca de la puerta del aula por donde se filtra una gran cantidad de ruido debido a las ranuras con

las que cuenta la misma.

TABLA VIII. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 111

Aula 110 Oído Izquierdo Oído Derecho Total (dB)

Posición 1 59.9 62.93 61.67

Posición 2 56.07 59.44 58.07

Posición 3 58.84 61.92 60.65

Posición 4 56.66 60.25 58.82

Posición 5 58.5 61.74 60.42

Posición 6 56.41 59.45 58.19

Global (dB) = 59.64

Leq - RMS (dB)


Posición 1 65.13 65.26 65.19

Posición 2 64.91 65.04 64.98

Posición 3 64.05 63.77 63.91

Posición 4 62.53 62.06 62.3

Posición 5 64.51 65.02 64.77

Posición 6 64.9 65.31 65.11

Global (dB) = 64.38

Leq - RMS (dB)


3) Resultado mediciones institución educativa San Agustín

A continuación, debido a los valores globales mostrados en la tabla 9, se puede establecer que la

mayoría de parámetros acústicos según su valoración, cumplen para la función destinada de las 2

aulas. El parámetro que no cumple según el resultado global del recinto, fue el C50ave, el cual se

muestra por debajo del valor recomendado, teniendo una homogeneidad del recinto en términos de

claridad de la palabra, según las mediciones, deficiente. Igual se ha presentado en todos los valores

globales de las aulas, más no en todas las posiciones medidas (Ver Anexo 15 y 16). Por lo que se

recuerda que el parámetro depende de una posición en específico. Aunque la claridad no es

recomendada, debido a que no supera el valor límite para el uso de la palabra, en la posición del

docente o número 6 según el croquis de la medición correspondiente, si es aceptable, nuevamente

se da la misma explicación y conclusión de las anteriores. Por lo que las aulas 8 y 9 según los

valores obtenidos globalmente, cuentan con parámetros que proyectan un confort acústico al

interior del aula.

TABLA IX. PARÁMETROS ACÚSTICOS AULAS 8 Y 9.

Para el análisis de ruido de fondo de las aulas 8 y 9, se puede ver en las tablas 10 y 11, que ambos

valores globales están dentro del valor permisible para recintos de uso pedagógico. Al realizar el

análisis de cada posición con respecto al aula de clase(Ver Anexo 13 y 14), se encuentra un valor

en la medición del aula 8 sobre la posición 2, que se diferencia de las demás por más de 4 dB con

respecto a su oído par, el canal con un nivel de 74.1 dB esta direccionado a las ventanas, las cuales

están cercas a la cancha de fútbol y a la vía pública, esta aumento en el valor del nivel, se puede

deber a que en el momento de la medición, se encontraban personas recreándose en la cancha y en

la esquina de la calle, se encuentra un paradero de recolección de basura. Allí estuvo en

funcionamiento el camión de basura por medio de una válvula y un brazo mecánico a motor. Aun

San Agustín Aula 8 Valoración Aula 9 Valoración

Rtmid 0.99 Recomendado 0.96 Recomendado

EDTmid 1.18 Recomendado 1.20 Recomendado

STI 0.56 Aceptable 0.55 Aceptable

C50ave -0.72 No Recomendado -1.15 No Recomendado

D50 0.45 Recomendado 0.43 Recomendado

1 - IACCe3 0.94 Aceptable 0.66 Buena

RASTI 0.54 Aceptable 0.53 Aceptable


así, los valores cumplen, esto debido a que la medición es realizada por un valor Leq RMS y no

por bandas frecuenciales ponderadas a A.

TABLA X. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 8

TABLA XI. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 9

4. Resultado mediciones institución educativa Benedikta Zur Nieden

Para esta institución como se ve en la tabla 12, los valores subjetivos son cambiantes entre las

aulas. Parámetros como el 1-IACCe3 que describe la categoría acústica subjetiva de la sala, se

clasifica como aceptable, al igual que el STI calculado a partir de los obtenidos por bandas, también

cumplen y se consideran aceptables, aunque no llegan al valor recomendado para recintos con

finalidad de uso de la palabra. Mientras que contrarios a los mencionados, los parámetros como el

C50ave y el EDTmid, no cumplen para ninguna de las aulas medidas, se tiene en las aulas 402 y

404 un nivel de tiempo de reverberación medio que no cumple por lo que los tiempos de

decaimiento tempranos tampoco son recomendado para esta sala, según los valores obtenidos en


Posición 1 61.89 61.93 61.91

Posición 2 74.1 59.49 71.24

Posición 3 60.72 59.38 60.1

Posición 4 61.69 60.37 61.08

Global (dB) = 63.58

Leq - RMS (dB)


Posición 1 61.73 61.86 61.79

Posición 2 61.96 62.11 62.03

Posición 3 61.98 62.31 62.15

Posición 4 59.63 60.48 60.08

Posición 5 61.31 61.85 61.59

Global (dB) = 61.53

Leq - RMS (dB)


las mediciones, solo el aula 502 tiene un tiempo de reverberación medio de toda la sala, que se

encuentra entre los valores para el uso de la palabra y este tipo de recinto.

Según las mediciones, las aulas de esta institución, no cuentan con un confort acústico adecuado

basado en parámetros subjetivos de la inteligibilidad y su correspondiente valoración, (ver Anexo

21, 22 y 23).

TABLA XII. PARÁMETROS ACÚSTICOS AULAS 402, 404 Y 502

Se observa en las tablas 13, 14 y 15 los resultados por posición de las mediciones de ruido de fondo

para cada aula de clase de la institución Benedikta son relativamente homogéneas en su distribución

espacial con respecto a lo puntos de medición (Ver Anexo 18, 19 y 20), manteniendo niveles de

ruido de fondo en dB, similares y poco variante s de nivel de presión, según la posición del oyente.

Solo en el aula 404, en las primeras posiciones de mediciones en los canales izquierdos, se notan

niveles de ruido más bajos del promedio, esto debido a la ubicación con respecto a la pared, con la

que cuentan estas aulas justo entre la entrada y la parte trasera.

TABLA XIII.RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 402

Benedikta Aula 402 Valoración Aula 404 Valoración Aula 502 Valoración

Rtmid 1.04 No Recomendado 1.04 No Recomendado 0.99 Recomendado

EDTmid 1.23 No Recomendado 1.21 No Recomendado 1.26 No Recomendado

STI 0.49 Aceptable 0.56 Aceptable 0.54 Aceptable

C50ave -1.39 No Recomendado -1.19 No Recomendado -1.19 No Recomendado

D50 0.35 No Recomendado 0.41 Recomendado 0.41 Recomendado

1 - IACCe3 0.86 Aceptable 0.96 Aceptable 0.96 Aceptable

RASTI 0.47 Pobre 0.54 Aceptable 0.52 Aceptable


Posición 1 58.33 58.33 58.33Posición 2 56.73 58.22 57.54


Posición 5 54.05 55.5 54.83

Posición 6 52.5 54.71 53.75

Global (dB) = 55.98

Leq - RMS (dB)


TABLA XIV. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 404.

TABLA XV. RESULTADOS RUIDO DE FONDO AULA 502

El tiempo de reverberación global de todas las aulas medidas y su parámetro de percepción,

demuestran la falta de acondicionamiento acústico en las aulas, por lo que el tiempo o es adecuado

para una inteligibilidad adecuada y el uso del recinto para fines pedagógicos. Por el contrario, con

respecto a los parámetros de la inteligibilidad de la voz, todo son aceptables dentro de los márgenes

estudiados y recomendados, más no logran los valores propuestos para este tipo de aulas de clase

y la inteligibilidad de la palabra, a excepción del D50 (‘speech avergae’), el cual no cumplió para

ningún aula medida, según los datos obtenidos y calculados.





Global (dB) = 52.50

Leq - RMS (dB)




Posición 5 60.01 57.39 58.9Posición 6 61 59.16 60.17

Global (dB) = 55.99

Leq - RMS (dB)


TABLA XVI. RESULTADOS GLOBALES DE LOS PARÁMETROS ACÚSTICOS DE TODAS LAS

AULAS MEDIDAS.

Debido a que todas las aulas cumplen y tienen una homogeneidad de ruido de fondo en toda el

aula, se ve en la tabla 17 que el valor global promedio, que describe el ruido de fondo de las aulas

medidas cumple con respecto al valor propuesto, dentro de las normativas para este tipo de análisis

en dB.

TABLA XVII. RESULTADO GLOBAL DEL RUIDO DE FONDO DE TODAS LAS AULAS MEDIDAS.

5. Resultados Encuestas sobre como escuchan los estudiantes al interior de clase

Debido a los siguientes factores, los estudiantes no pueden escuchar al profesor en las aulas de

clase durante las jornadas pedagógicas:

Los estudiantes presentan dificultad para escuchar al profesor, debido a que varios de los

compañeros hablan en el aula y dificultó la correcta inteligibilidad de la palabra, por lo que gran

parte de los estudiantes, manifiestan que la mayoría de las veces se presenta durante las jornadas

de estudio, para ver la encuesta ver el Anexo 2.

Debido al movimiento y desplazamiento por el aula de clases, los estudiantes manifiestan que esto

les causa dificultad para escuchar al profesor.

Parámetros Global Aulas Valoración

Rtmid 1.05 No Recomendado

EDTmid 1.29 No Recomendado

STI 0.53 Aceptable

C50ave -1.13 No Recomendado

D50 0.42 Recomendado

1 - IACCe3 0.86 Aceptable

RASTI 0.55 Aceptable

Ruido de fondo Global Aulas

Leq - RMS (dB) = 59.03


El Ruido ocasionado por equipos como televisor, ventilador, proyector visual, iluminación u otros,

no les genera dificultad para escuchar al profesor en el aula de clase.

La mayor parte de los estudiantes manifiestan que se presentan ruidos ocasionados fuera del salón

de clase, pero que se encuentran en la institución, dificultando escuchar y entender lo que el

profesor habla.

Una mínima parte de los estudiantes manifestaron que los ruidos ocasionados en la institución, no

son muy constantes ni se presentan con frecuencia, mientras que una mayor parte manifiesta ruidos

frecuentes y repetidos en la institución.

Por un lado, los estudiantes no escuchan ruidos frecuentemente que vengan de afuera de la

institución, en el momento de estar al interior de las aulas.

Debido a estos factores los estudiantes presentan algunas dificultades en el desarrollo de sus

actividades pedagógicas, como: no escuchar lo que se dicta en clase, deben pedir en varias

ocasiones que repitan las preguntas que hacen sus compañeros, el ruido los desconcentra y no

logran realizar correctamente las actividades.

Por lo que, al comparar y realizar un análisis entre los parámetros de las aulas obtenidos y

calculados, contra las encuestas realizadas, comparten y tienen en común, la falta de inteligibilidad

de la palabra, la falta de confort acústico, sobre la mayoría de estudiantes. Los niveles de ruido de

fondo obtenidos por medio de la cabeza artificial, cumplen los requisitos de las normas

mencionadas anteriormente, pero los estudiantes en sus encuestas demostraron lo contrario, que

los ruidos generados al interior y al exterior del aula, pueden causar sobre la mayoría de estudiantes,

una dificultad en la escucha del mensaje hablado y su concentración sobre las actividades

cognitivas realizadas.

6. Análisis estadístico de las encuestas realizadas a estudiantes de básica primaria

Número de muestra: 28 Fecha 24 de agosto 2017

Grado: 5 Sexo: masculino: 11

Femenino: 16


Estas Preguntas son acerca de cómo escuchas en el salón de clase. Al responder, piensa cómo ha

sido tu experiencia en este salón, desde que empezaste el año escolar. Califica de 1 a 5 tu

experiencia, teniendo en cuenta:

1. Casi nunca

2. Algunas veces

3. Bastantes veces

4. Casi siempre

1. Hay muchas posibles causas de ruido que pueden afectar la manera en que escuchamos en la

clase, por favor indica con qué frecuencia cada uno de los siguientes aspectos no te permite

escuchar a tu profesor

Fig. 19 Compañeros hablando dentro del salón de clase

El 39 % de los alumnos dicen que bastantes veces los compañeros hablan dentro del salón de clases.

El 25% expresa que casi siempre los compañeros hablan en el salón de clase igual que otro 25%

considera que bastantes veces hablan sus compañeros y el 11 % solamente casi nunca hablan.

Todos los alumnos contestaron.

11%

25%

39%

25%

0%

es casi nunca Es algunas veces

Es bastantes veces Es casi siempre

No contesto


Fig. 20 Compañeros moviéndose dentro del salón

El 29% de los alumnos contestaron que los compañeros bastantes veces se mueven en el aula,

causando ruido, otro 29% considera que algunas veces, el 25% dice que casi siempre y el 4%

expresan que casi nunca el movimiento de los compañeros causa ruido. El 4% no contestó.

Fig. 21 Ruido de equipos (televisor, ventilador, proyector, iluminación u otros equipos).

14%

29%

29%

25%

4%



No contesto

82%

14%

4% 0%0%

Casi nunca Algunas Veces Bastante veces

Casi siempre No contesta


El 82% considera que casi nunca el televisor, los ventiladores, el proyector, iluminación y otros

equipos generan ruido en el salón de clase. El 14% dice que algunas veces el 4 % dice que bastantes

veces. Todos contestaron la pregunta.

Fig. 22 Ruidos fuera del salón, pero dentro de la escuela.

El 36 % de los alumnos considera que algunas veces hay ruido fuera del salón, pero dentro de la

escuela. Otro 36 % dice que bastantes veces el 21% expresó que casi nunca y el 7% que algunas

veces. Todos contestaron la pregunta.

21%

36%

36%

7%

0%



No contesto


Fig. 23 Ruidos presentes la mayoría del tiempo

El 46% de los alumnos considera que casi nunca la mayoría del tiempo hay ruidos presentes afuera

del aula, pero dentro de la institución. El 18% dice que algunas veces. El 11% expresa que

bastantes veces, el 18% que casi siempre y el 7% No contestó.

Fig. 24 Ruidos presentes solo de vez en cuando

46%

18%

11%

18%7%



No contesto

14%

57%

14%

7% 7%



No contesto


El 57% de los alumnos considera que algunas veces solo de vez en cuando hay ruidos presentes

afuera del aula, pero dentro de la institución. El 14% bastantes veces. Otro 14% dice que casi nunca,

el 7% casi siempre y el otro 7% no contestó.

Fig. 25 Ruidos fuera del salón, pero fuera de la escuela

El 61% de los alumnos expresa que casi nunca se escuchan ruidos por fuera del salón, pero por

fuera de la escuela. El 14% considera que bastantes veces. El 11% dice que algunas veces, el 7%

que casi siempre y el 7% no contestó.

61%11%

14%

7%7%



No contesto


Fig. 26 Ruidos presentes la mayoría del tiempo

El 43 % de los estudiantes expresó que casi nunca los ruidos por fuera del aula y fuera de la escuela

están presentes la mayoría del tiempo. El 21% dijo que algunas veces. El 14% considera algunas

veces y otro 14% que bastantes veces. El 7% no contestó.

Fig. 27 Ruidos presentes solo de vez en cuando

43%

21%

14%

14%7%



No contesto

29%

36%

14%

14%7%

Casi nunca Algunas Veces Bastante veces

Casi siempre No contesta


El 36 % de los estudiantes expresó que algunas veces los ruidos por fuera del aula y fuera de la

escuela están presentan de vez en cuando. El 29% dice que casi nunca. El 14% considera que

algunas veces, otro 14% dice que casi siempre y el 7% no contestó.

2. Ahora Indica que tanto te afectan estas cosas:

Fig. 28 Me pierdo cosas importantes dichas en clase debido al ruido

El 54% de los encuestados contestó que casi nunca se pierden cosas importantes dichas en clase,

el 25% dicen que algunas veces, el 18% opinan que bastantes veces y el 4% no contestó

54%25%

18%

0% 4%

Casi nunca Algunas Veces

Bastante veces Casi siempre

No contesta


Fig. 29 No logro concentrarme

El 39% dice que casi nunca logra concentrarse por el ruido. El 36% considera que algunas veces

no logra concentrarse. El 14 % expresa que bastantes veces no lo logra y el 11% que casi siempre.

Fig. 30 No puedo escuchar las preguntas hechas por mis compañeros

39%

36%

14%

11%

0%



No contesto

39%

36%

25%

0% 0%



No contesto


El 39% de los alumnos expresa que casi nunca dejan de escuchar las preguntas hechas por sus

compañeros. El 36% considera que algunas veces no pueden escuchar y el 25% dice Bastantes

veces.

Fig. 31 Tengo que pedirle al profesor que por favor repita lo que dijo.

El 61% manifiesta que casi nunca le deben pedir al profesor que repita lo que dijo. El 21% dice

que algunas veces y el 18 % expresa que bastantes veces.

61%21%

18%

0% 0%

es casi nunca Es algunas veces Es bastantes veces

Es casi siempre No contesto


Fig. 32 Experimento mayor cansancio

El 46% de estudiantes expresó que casi nunca experimentan mayor cansancio. El 36% dice que

algunas veces lo experimentan, el 11% considera que bastantes veces y el 7% que casi siempre.

Fig. 33 Debo concentrarme más para entender durante la clase.

46%

36%

11%7%

0%



No contesto

36%

43%

11%11%

0%

es casi nunca Es algunas veces Es bastantes veces

Es casi siempre No contesto


El 43% de los alumnos dice que algunas veces deben concentrarse más para entender durante la

clase a causa del ruido, el 36% expresa que casi nunca, el 11% contestó que casi siempre, el otro

11% que bastantes veces y todos contestaron.

3. Señala con una X, en cual(es) de las siguientes actividades te ves afectado por el ruido al interior

del aula

Fig. 34 Actividades que se ven afectadas por el ruido al interior del aula

Los 28 estudiantes contestaron a 33 ítems de la pregunta que afecta el ruido así: Las clases en un

48%. El trabajo en grupo en un 30%. Las exposiciones en un 15%, Las pruebas o exámenes en un

3% y los espacios para preguntas en un 3%

4. En general, ¿cómo escuchas en este salón?

48%

3%3%

15%

30%

Clases Pruebas o exámenes

Espacios de preguntas Exposiciones

Trabajos en grupo


Fig. 35 Escucha subjetiva al interior del salón.

Los niños encuestados consideran que escuchan mal el 7%, el 4% escucha mal, el 46% escucha

bien y el 43% ni mal ni bien.

0% 4%

43%

46%

7%

Muy mal mal Ni bien, ni mal Bien Muy Bien


VIII. CONCLUSIONES

- Se evaluaron las características acústicas de las aulas por medio de la metodología desarrollada,

haciendo uso de la cabeza artificial, encontrando que para recintos pedagógicos es viable a partir

del uso de las respuestas al impulso.

- Se realizó el protocolo para la caracterización acústica por medio de los descriptores o índices

acústicos, usados en salas a través del uso de una herramienta, como la cabeza artificial, con la

finalidad de permitir definición del confort en las aulas de clase.

- Se analizó mediante audio binaural las condiciones acústicas, por lo que la metodología es

complementaria a las metodologías de la ISO 3382_2, realizadas con un solo micrófono (mono).

- Se identificaron los factores acústicos y fuentes de ruido que interfieren en los procesos

cognitivos y el desarrollo del aprendizaje, realizando encuestas, las cuales concluyen que las

condiciones acústicas, denotan que la problemática en las aulas de clase, son más asociadas a

condiciones de acondicionamiento acústico que de asilamiento de ruido.


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different-types-noise/.


ANEXOS

Anexo. 1 Protocolo para la medición de tiempo de reverberación y ruido de fondo, en aulas de uso pedagógico,

haciendo uso de una cabeza artificial

Protocolo para la medición de tiempo de reverberación y ruido de fondo, en aulas de uso

pedagógico, haciendo uso de una cabeza artificial

A continuación, se describirán los procesos y aspectos a tener en cuenta, para la realización de

mediciones de ruido de fondo y tiempo de reverberación al interior de recintos de uso pedagógico,

mediante la captura de audio binaural por medio de una cabeza artificial. El protocolo creado para

el desarrollo del proyecto: Evaluación de las características acústicas que influyen en el confort

acústico de las aulas de clase en el rendimiento cognitivo de estudiantes a través del uso de una

cabeza artificial, basado en algunas recomendaciones de la ISO 1996_2 y NTC 4595 para el

procedimiento de ruido de fondo y para la medición de tiempo de reverberación, la ISO 3382_1,

ISO 3382_2 y en análisis acústicos basados en el objetivo del protocolo.

Protocolo para la medición de ruido de fondo al interior de aulas pedagógicas haciendo uso

de una cabeza artificial

1. Objetivo

Desarrollar una metodología para la captura de audio binaural del ruido de fondo, al interior de

recintos con fines de uso pedagógico por medio de una cabeza artificial, obteniendo un análisis

más acercado a la percepción humana y a sus características auditivas, para así, evaluar de manera

objetiva las características acústicas que influyen en el confort acústico y en el rendimiento

cognitivo de los ocupantes. Basados en algunas recomendaciones de la ISO 1996_2 y NTC 4595,

se establecieron los pasos y recomendaciones para este tipo de medición o captura de audio, la cual

se realiza dentro del aula.

2. Instrumentación

Cabeza artificial: Una cabeza artificial cumple sus normas de acuerdo a las dimensiones y

especificaciones de construcción basados en una dummyhead.


Micrófonos: Se requieren micrófonos omnidireccionales que detecten niveles de presión sonora,

preferiblemente con diafragmas de diámetros inferiores a 13 milímetros.

Trípode para la cabeza artificial: Trípode graduable a una altura de 1,2 metros, con soporte para

la cabeza, y que esta a su vez pueda girar sobre su propio eje, para poder ubicarla en la dirección

que se requiera.

Sistema de grabación multicanal: Sistema de grabación con mínimo 2 canales de entrada, uno para

la captura del oído izquierdo y otro para el oído derecho (L+R), debe contar con alimentación

phantom power para ambos micrófonos. Tener en cuenta el uso de convertidores de ser necesario,

de acuerdo a las conexiones de la cabeza artificial y las entradas del sistema de grabación.

3. Metodología para la captura de los audios

a. Parámetros para elegir los puntos de medición

- Las condiciones para un resultado más acertado siempre deben ser las de mayor impacto

basados en la hora, posición y las circunstancias con riesgos de exposición sonoras

durante las jornadas de estudio.

- Realizar la ficha técnica de medición correspondiente al formato. (Anexo1.1)

- Se debe constatar por medio del bosquejo (ver Anexo1.1), las posiciones de mayor

impacto de ruido sobre el recinto, antes de realizar las mediciones con el análisis previo

del lugar, para elegir los puntos, teniendo en cuenta los más críticos para la escucha y

confort de los ocupantes.

- Instalar la cabeza artificial en su base o trípode, se tomarán los registros al interior de

las aulas, teniendo en cuenta los puestos a evaluar elegidos de acuerdo a su impacto y

distancia, con respecto al orador o fuente de foco y las fuentes de ruido externas

identificadas previamente en la inspección. Tener en cuenta el ángulo de la cabeza, que

esté siempre dirigido y ubicado hacia el punto de interés, simulando las mismas

situaciones y condiciones del análisis a desarrollar. La cabeza debe estar situada a una

altura de 1,2 metros sobre el suelo, no se tendrán en cuenta las superficies cercanas ni

objetos de uso común al puesto a evaluar, debido a que se simulan lo más fielmente

posible, las condiciones de las personas que ocupan estos recintos. Realizar mínimo 3

posiciones diferentes de medición, con una distancia entre sí, de 0.7 metros. Se calcula

el valor promediado espacialmente del nivel de presión sonora continuo equivalente.

𝐿𝑒𝑞 = 10 𝑥 log1

𝑛∑ 10

𝐿𝑒𝑞

10𝑛𝑗=1 (𝑑𝐵) (12)

donde:


n = número de posiciones totales de la cabeza artificial, siendo n ≥ 3

𝐿𝑒𝑞 = nivel de presión sonora continuo equivalente en cada posición, en dB.

- Al iniciar y terminar la medición se debe dejar por escrito en el formato del Anexo 1,

los datos de la calibración de cada micrófono, tanto para micrófono izquierdo como

para el derecho, realizando el método de calibración. (Anexo 1.4)

- En el momento de la medición las condiciones meteorológicas preferibles son las de un

tiempo sin lluvia, pavimento seco y sin fuentes no ocasionales cercanas en

funcionamiento.

- Las mediciones se realizan con ventanas y puertas cerradas, aunque por temas de

comparación, se deja propuesta la medición con ventanas y puertas abiertas, y así

obtener de los datos, el impacto que causa este cambio sobre el nivel de ruido al interior

del aula.

b. Configuración del sistema para la medición

- Cada micrófono (L+R) de la cabeza artificial debe estar calibrado y no saturar ni clipear

en ninguno de los sistemas utilizados, bajo ninguna circunstancia durante la grabación.

- El sistema de grabación y los canales correspondientes a cada micrófono en el DAW

(Digital Audio Workstation) no deben tener procesos ni modificadores de la señal.

- Los parámetros mínimos de medida: Nivel de presión sonora por cada posición 𝐿𝑒𝑞 ,

opcionalmente en bandas de frecuencia y ponderados a A y 𝐿𝑒𝑞𝑇 Nivel de presión

sonora equivalente total.

- Cada punto a medir tendrá una duración mínima de 3 minutos, de forma continua para

la captura del audio de ambos canales de la cabeza artificial (L+R).

4. Niveles permisibles Recomendados

Basado en la ISO 1996_2 y en un estudio de la Universidad Nación del Colombia, sede Medellín.1*

se establecen los valores límites, de los niveles sonoros máximos que se deben cumplir, para

asegurar el bienestar de la salud y confort acústico de las personas que ocupan las aulas, esto es

para recintos sin ocupar.

1* = Universidad nación del Colombia, sede Medellín. Oficina de planeación, Estudio de los

niveles de ruido en las aulas de clase, resumen de datos de prácticas de estudiantes., diciembre de

2007.


Zonas Receptoras Niveles de ruido recomendados a no

excederse en dB Caracterización

Sector Tranquilidad

y Ruido moderado 65 - 50

Centros de estudios e

Investigación

Tabla 18. Niveles máximos permisibles de ruido de fondo.

Protocolo para la medición de tiempo de reverberación al interior de aulas pedagógicas

haciendo uso de una cabeza artificial

1. Objetivo

Desarrollar una metodología para la medición de tiempo de reverberación por medio de una cabeza

artificial, para el análisis binaural de los parámetros acústicos del recinto de una manera objetiva,

los cuales proporcionen un acercamiento fiel a la percepción auditiva humana y las condiciones

acústicas de las aulas escolares de uso pedagógico que puedan tener un impacto sobre la

inteligibilidad de la palabra, el confort acústico y su rendimiento cognitivo.

Se recomiendan los siguientes pasos a seguir basados en estudios y normales internacionales,

teniendo presente que las mediciones se realizan al interior de las aulas y bajo las recomendaciones

dadas.

2. Instrumentación

Cabeza artificial: Una cabeza artificial cumple sus normas de acuerdo a las dimensiones y

especificaciones de construcción basados en una dummyhead.

Fuente acústica: fuente omnidireccional, esta debe producir un nivel de presión acústica lo

suficiente para que el ruido de fondo no tenga aporte. La fuente debe cumplir ISO 3382_1 apartado

A.3.1 se toman en cuenta los requisitos para el espectro y las características direccionales de la

fuente.

Micrófonos: Se requieren micrófonos omnidireccionales que detecten niveles de presión sonora,

preferiblemente con diafragmas de diámetros hasta 14 milímetros. La salida de cada uno de los

micrófonos (L+R) debe estar conectada directamente a un conjunto de filtros, un amplificador y a


un equipo de análisis que permita calcular respuestas impulsivas o que permita grabar la señal para

poderla analizar posteriormente.

Trípode para la cabeza artificial: Trípode graduable hasta 2 metros de altura, con soporte para la

cabeza, y que esta a su vez pueda girar sobre su propio eje, para poder ubicarla en la dirección que

se requiera.

Sistema de grabación multicanal: Sistema de grabación con mínimo 2 canales de entrada, uno para

la captura del oído izquierdo y otro para el odio derecho(L+R), debe contar con alimentación

phantom power para ambos. Si se utilizan fuentes acústicas impulsivas, se deben utilizar equipos

medidores de pico, no se permite en ningún momento sobresaturación de la medición. Tener en

cuenta el uso de convertidores de ser necesario, de acuerdo a las conexiones de la cabeza artificial

y las entradas de sistema de grabación.

Si se registra en una cinta magnética o en un dispositivo digital, el control de ganancia no debe de

ser usado ni otros circuitos para modificar la ganancia de los canales de entrada.

Si se usa un dispositivo como este, las especificaciones que debe cumplir son las que aparecen en

la ISO 3382_1 en el apartado 4.2.2.3

3. Metodología para la medición de tiempo de reverberación

c. Parámetros para elegir los puntos de medición

- Se prefieren condiciones climáticas de tiempo seco, para evitar aporte del ruido de

fondo y utilizar niveles muy altos de presión acústica producidos por la fuente. Evitar

que en el momento fuentes no ocasionales cercanas se encuentren en funcionamiento.

- Realizar la ficha técnica de medición correspondiente al formato. (Anexo 1.2)

- Instalar la cabeza artificial en su base o soporte, se tomarán los registros al interior de

las aulas, buscando la cobertura adecuada teniendo en cuenta las principales influencias

susceptibles de ser el origen de las diferencias en el tiempo de reverberación a lo largo

del recinto, asientos cercanos a las paredes y alejados del foco principal de atención o

del orador. Tener en cuenta el ángulo de la cabeza, que esté siempre dirigido y ubicado

hacia el punto de interés, simulando las mismas situaciones y condiciones del análisis

a desarrollar. La cabeza debe estar situada a una altura de 1,2 metros sobre el suelo, no

se tendrá en cuenta las superficies cercanas ni objetos, debido a que se simulan lo más

fielmente posible a las condiciones de las personas que ocupan estos recintos. El radio

de barrido de las posiciones debe ser al menos de 0,7 metros.


- Se debe elegir previamente el método de evaluación y el método para medir el tiempo

de reverberación que se describen en la ISO 3382_2. Para así saber el número mínimo

de posiciones y mediciones.

Tabla 19. Número de posiciones y mediciones basado en los métodos

- Para los recintos con una geometría poco simétrica, se recomienda tener más posiciones

de medición.

- Las posiciones de la cabeza deben estar separadas a una distancia de 2 metros (media

longitud de onda) para el rango de frecuencias habitual.

- Para evitar una alta influencia del sonido directo de la fuente, ninguna posición de la

cabeza puede estar muy cerca de esta, por lo que se puede calcular esta distancia

mínima:

𝑑𝑚í𝑛 = 2 𝑥√𝑉

𝐶 𝑥 �̂� (13)

donde:

V = Volumen del recinto en metros cúbicos

c = Velocidad del sonido en metros por segundos

�̂� = Tiempo de reverberación esperado en segundos

- Conviene ubicar la fuente en una esquina del aula si esta es muy pequeña, la más

recomendada basada en su función de uso, es decir, posiciones representativas a las

utilizadas por los oradores o focos de atención en el aula. Deberá estar situada a 1,2

metros de altura y a 0,5 metros de cualquier superficie reflejante.


- Al iniciar y terminar la medición se debe dejar por escrito en el formato del Anexo 1.2,

los datos de la calibración de cada micrófono, tanto para micrófono izquierdo como

para el derecho.

- Las mediciones se realizan con ventanas y puertas cerradas, sin personas adentro,

máximo 4 operarios.

- El aula se debe encontrar vacía sin los puestos y sillas o demás muebles.

d. Configuración del sistema para la medición

- Cada micrófono(L+R) de la cabeza artificial debe estar calibrado y no saturar ni clipear,

bajo ninguna circunstancia durante la grabación.

- Los parámetros mínimos de medida son: RT30 o RT20, EDT (Early Decay Time), D50,

C50, IACCe y STI.

- Se debe especificar si se mide RT20 O RT30.

- Las entradas deben estar bien identificadas para un correcto análisis de la posición de

la cabeza con respecto al micrófono izquierdo y el derecho y las entradas en el sistema

de grabación.

- Los controles de ganancia no deben ser usados si se usa un dispositivo digital o interfaz

para el registro de los audios.

- El sistema de grabación y los canales correspondientes a cada micrófono en el DAW

(Digital Audio Workstation) no deben tener procesos ni modificadores de la señal.

5. Manejo de los datos y obtención de promediado espacial

Para este protocolo se trabaja con el RTmid calculado a partir de las siguientes recomendaciones

para obtener el promedio espacial:

- Para las posiciones individuales de fuente cabeza se realiza el promedio aritmético entre

el oído izquierdo y el oído derecho, y luego tomarlos como un conjunto para obtener el

promedio espacial de todo el recinto obteniendo la media de los tiempos de

reverberación de cada posición fuente-cabeza. Se toma el promedio espacial para hallar

el RTmid, también se puede determinar para cada posición fuente cabeza.

- Los resultados de las mediciones de tiempo de reverberación se deben presentar en una

tabla, también es posible representarlos en un dibujo gráfico, para este último

mencionado se deben utilizar barras que conecten los puntos o diagrama de barras con

la ordenada en una escala de tiempo lineal con un inicio en cero, o escala logarítmica y

la abscisa representa la frecuencia en escala logarítmica.

- Para bandas de octava las frecuencias nominales del centro de la banda deberían

marcarse en el eje de frecuencias, de acuerdo con la norma IEC 61260, las tablas y los

gráficos deben de indicar claramente qué tipo de tiempo de reverberación se usa si T20

o T30.


6. Observaciones Generales Durante Cualquier Proceso de Medición

- Se recomienda realizar las mediciones en los mismos horarios en los que las aulas son

utilizadas para el aprendizaje, debido que presentara las condiciones ambientales más

similares posibles.

- NO realizar mediciones bajo condiciones de lluvia.

- Siempre se debe contar con un flexómetro o algún instrumento que cumpla la misma

función, para poder medir la altura y las distancias necesarias.

- Siempre realizar el formato de la ficha técnica de medición respectiva a cada medición.

- Siempre verificar las conexiones correctas de L y R para un correcto análisis de los

datos con respecto a las posiciones de la cabeza artificial y sus entradas al sistema

digital.

- Cualquier evento sonoro que ocurra durante las mediciones debe de ser registrado en la

bitácora de medición. (Anexo 1.3)

- La verificación de los niveles de calibración de la cabeza artificial antes y después de

la medición, son indispensables, con una tolerancia entre ellos de ± 2 dB, sino estos

datos no podrán ser utilizados por su fiabilidad y precisión.

7. Técnicos de las mediciones y sus funciones

- Los técnicos de mediciones sustentados en sus conocimientos, son aquellos encargados de velar

por que todo se cumpla correctamente e instalar todos los equipos y adecuar los recintos para las

mediciones. Se requiere de 2 técnicos para realizar los montajes adecuados.

7.1 Funciones:

- Capacidad de manejo correcto de la medición de ruido: cada técnico debe tener la

capacidad para manejar los datos obtenidos y manejo de los equipos de los que se estén

haciendo uso.

- Trabajos dentro de la medición: los técnicos deben ingresar al aula de medición con los

equipos, en el caso de la medición de tiempo de reverberación, deberán vaciar el aula

de las sillas y mesas. Deberán instalar los equipos para la medición en sus lugares

correspondientes a los dictados por el protocolo dependiendo de la medición a realizar.

- Uno de los técnicos deberá estar encargado de llenar la ficha técnica y de la grabación

de los audios, mientras que el otro deberá estar a cargo de la bitácora de medición y

estar pendiente de mover la cabeza artificial a las posiciones correspondientes y su


correcta postura con respecto al ángulo de sus oídos, en el caso de mover la fuente a

una nueva posición ambos técnicos están a cargo de esta tarea.

- Al momento de calibrar la cabeza y la fuente, uno de los técnicos deberá estar encargado

de revisar los niveles, mientras que el otro se encargará del nivel de la fuente para

ubicarlo en el nivel que se desea.

7.2 Cuidados y prevenciones:

- Los equipos deben ser tratados con el cuidado que se requiere, deberán ser desinstalados

en el lugar donde se ubican y se eligió para realizar las mediciones, y nuevamente

desinstalar correctamente para el traslado a las demás aulas de medición.

- Se debe llevar el registro fotográfico para el momento de calibración de la cabeza

artificial antes y después de la medición, así como donde se puedan ver las distancias

requeridas para la verificación del punto de medición. Al igual que la ubicación de la

fuente.

- Terminadas las mediciones están a cargo de obtener los datos, por lo tanto, ir a la sala

de computo destinada para descargar los datos es su responsabilidad.

- Ordenar y archivar de acuerdo a los requisitos los datos para su posterior análisis y que

quede registrada la fecha de medición y de obtención de los datos conjunto a las fichas

técnicas y bitácoras correspondientes a cada medición.

Anexo 1.1__Formato ficha técnica-Ruido de Fondo

ANEXO A-1

FICHA TÉCNICA PARA LA MEDICIÓN DE RUIDO DE FONDO AL INTERIOR DE AULAS PEDÁGOGICAS

HACIENDO USO DE UNA CABEZA ARTIFICIAL

Fecha: Hora:

Localización: Aula:

Equipo utilizado:

Croquis de planta del aula: Escala: Corte:


Dimensiones Principales:

Estado del Aula: Descripción de materiales:

Datos de calibración Inicio L: Final L: Observaciones:

Inicio R: Final R:

Ajustes de Instrumento de Medida Inicio L: Final L:

Inicio R: Final R:

DATOS MEDICIÓN

Inicio grabación: Sistema de grabación:

Fin grabación: Descripción:

Tiempo total de grabación:

Nombre y firma del responsable de la ficha técnica


Anexo 1.2__Formato ficha técnica-Tiempo de Reverberación

ANEXO A-2

FICHA TÉCNICA PARA LA MEDICIÓN DE TIEMPO DE REVERVERACIÓN HACIENDO USO DE UNA

CABEZA ARTIFICIAL

Fecha: Hora:

Localización: Aula:

Equipo utilizado:

Croquis de planta del aula: Escala: Corte:


Dimensiones Principales: Altura:

Estado del Aula: Descripción de materiales:

Tipo de fuente sonora: Características de directividad:

DESCRIPCIÓN

Señales sonoras Cabeza artificial Micrófonos


POSICIONES

Fuente: Micrófonos:

Datos de calibración Inicio L: Final L: Observaciones:

Inicio R: Final R:

Ajustes de Cabeza Artificial Inicio L: Final L:

Inicio R: Final R:

DATOS MEDICIÓN

Inicio grabación: Sistema de grabación:

Fin grabación: Descripción:

Tiempo total de grabación:

Anexo 1.3__Bitacora de medición para la caracterización acústica

BITÁCORA DE MEDICIÓN PARA LA CARACTERIZACIÓN ACÚSTICA DE LAS

AULAS DE CLASE

LUGAR

FECHA

DIRECCIÓN


CONDICIONES

METEREOLÓGICAS

INSTRUMENTACIÓN

DE CAPTURA

MEDICIÓN DE RUIDO DE FONDO

MEDICIÓN DE TIEMPO DE

REVERBERACIÓN

AULA AULA

INICIO DE LA

GRABACIÓN INICIO DE LA GRABACIÓN

FIN DE LA GRABACIÓN FIN DE LA GRABACIÓN

TIEMPO DE CADA

MUESTRA

TIEMPO DE CADA

MUESTRA

DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN

AULA AULA

INICIO DE LA

GRABACIÓN INICIO DE LA GRABACIÓN

FIN DE LA GRABACIÓN FIN DE LA GRABACIÓN

TIEMPO DE CADA

MUESTRA

TIEMPO DE CADA

MUESTRA

DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN

Observaciones durante

la grabación:

Observaciones durante la

grabación:


Anexo 1.4__Método de calibración para la cabeza artificial

El método de calibración es sacado del módulo STI del Aurora llamado Speech transmission

evaluator, para trabajar en al audacity, y analizar las respuestas al impulso grabadas.

Para realizar la calibración de los audios se debe de realizar los siguientes pasos:

1. Capturar con la cabeza artificial, a 1 metro de distancia, con una fuente omnidireccional un

tono puro a una frecuencia de 1Khz a 94 dB en ambos canales u oídos.

2. Si no se realiza grabaciones de ruido de fondo, tener un audio de cada posición a evaluar

mínimo de 3 minutos del ruido de fondo por canal y posición respectivamente.

3. Con la fuente omnidireccional grabar a un metro de distancia un ruido rosa a un nivel de

62 dB.

4. Obtener la respuesta al impulso binaural de las posiciones a evaluar.


Anexo. 2 Encuesta sobre la percepción de escucha al interior de aulas de clases.


LUGAR

FECHA

DIRECCIÓN

CONDICIONES METEREOLÓGICAS

INSTRUMENTACIÓN DE CAPTURA

AULA Matemáticas AULA 12

INICIO DE LA GRABACIÓN 11:19 a. m. INICIO DE LA GRABACIÓN 11 : 10 a.m

FIN DE LA GRABACIÓN 11: 51 a.m FIN DE LA GRABACIÓN 11 : 47 a.m

TIEMPO DE CADA MUESTRA 3 minutos

AULA 13

INICIO DE LA GRABACIÓN 12:05 p.m

FIN DE LA GRABACIÓN 12 : 36 p.m

MEDICIÓN DE RUIDO DE FONDO MEDICIÓN DE TIEMPO DE REVERBERACIÓN

Cabeza Artificial (Binaural, 2xtracks)

11:11am-11:54am

BITÁCORA DE MEDICIÓN PARA LA CARACTERIZACIÓN ACÚSTICA DE LAS AULAS DE CLASE

Cl. 63a #39105, Medellín, Antioquia

Insitucion educativa presbítero Antonio José Bernal Londoño

28 de septiembre de 2017

Anexo. 3 Bitácora de medición para la caracterización acústica de las aulas de clase. INSTITUCIÓN

EDUCATIVA PRESBÍTERO ANTONIO JOSÉ BERNAL LONDOÑO.


Anexo. 4 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula matemáticas. PRESBITERO.

MA

UAL DE

APL

ICACION REGLAMENTACION ACUSTICA ORDENANZ


Anexo. 5 Ficha técnica tiempo de reverberación. Aula 012 PRESBITERO.


Anexo. 6 Ficha técnica tiempo de reverberación. Aula 013 PRESBITERO.


Anexo. 7 Bitácora de medición para la caracterización acústica de las aulas de clase. INSTITUCIÓN EDUCATIVA

HORACIO MUÑOZ SUESCÜN.

Anexo. 8 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula 110 SUESCÚN.


Anexo. 9 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula 111 SUESCÚN.


Anexo. 10 Ficha Técnica tiempo de reverberación. Aula 110 SUESCÚN.


Anexo. 11 Ficha Técnica tiempo de reverberación. Aula 111 SUESCÚN.



SAN AGUSTIN.


Anexo. 13 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula 08 SAN AGUSTIN.


Anexo. 14 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula 09 SAN AGUSTIN


Anexo. 15 Ficha Técnica tiempo de reverberación. Aula 08 SAN AGUSTIN


Anexo. 16 Ficha Técnica tiempo de reverberación. Aula 09 SAN AGUSTIN



BENEDIKTA ZUR NIEDEN.


Anexo. 18 Ficha técnica para la medición de ruido de fondo, Aula 402 BENEDIKTA


Anexo. 21 Ficha Técnica tiempo de reverberación. Aula 402 BENEDIKTA.

evaluación de las características acústicas que influyen

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