evaluación de parámetros acústicos de cinco aulas del...

Evaluación de parámetros acústicos de cinco aulas del colegio sol de oriente y su influencia en

los componentes cognitivos de atención y memoria inmediata en estudiantes de sexto grado.

Johan Sebastián Benjumea Penagos [email protected]

Trabajo de grado para optar por el título de Ingeniera de Sonido

Asesor: Jonathan Ochoa Villegas, (MSc) Magister

Geo informática

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.S Benjumea Penagos, “Evaluación de parámetros acústicos de cinco aulas del

colegio sol de oriente y su influencia en los componentes cognitivos de atención

y memoria inmediata en estudiantes de sexto grado”, Trabajo de grado Ingeniería

de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías,

2018.

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https://co.creativecommons.org/?page_id=13

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DEDICATORIA.

A mi esposa, Luisa Fernanda Castillo

AGRADECIMIENTOS

Doy gracias en primer lugar a Dios toda la gloria sea para él, a mis padres, por apoyarme y

enseñarme el valor de la tenacidad. A mi profesor Juan Fernando Hurtado que me enseño que la

actitud y la aptitud van de la mano, finalmente a mi asesor Jonathan Ochoa por creer en mí y en

este proyecto.

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ..................................................................................................................................... 11

ABSTRACT ................................................................................................................................... 12

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................... 13

II. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................................... 14

III. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 15

A. Objetivo general .................................................................................................................... 15

B. Objetivos específicos ............................................................................................................. 15

IV. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 16

A. Sonido y ruido ....................................................................................................................... 16

B. Reverberación. ....................................................................................................................... 21

C. La inteligibilidad y STI. ......................................................................................................... 22

D. Características del mensaje oral. ........................................................................................... 25

E. La directividad en la voz humana. ......................................................................................... 25

F. Efectos de la reverberación en el aula de clase ...................................................................... 26

G. Criterios de evaluación .......................................................................................................... 27

1) Ruido de fondo ................................................................................................................... 27

2) Curvas NC .......................................................................................................................... 28

3) Organización Mundial de la Salud ..................................................................................... 30

4) Norma Técnica Colombiana 4595 ...................................................................................... 31

5) ISO 3382-2 Medición de parámetros acústicos en recintos ordinarios. ............................. 32

6) Índice de transmisión del habla STI. .................................................................................. 34

7) Normativa ANSI. ................................................................................................................ 34

H. La Evaluación Neuropsicológica Infantil (ENI) ................................................................... 35

V. ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................... 37

VI. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 42

A. Descripción y selección de las aulas de la institución educativa sol de oriente .................... 43

1. Reseña de la institución ...................................................................................................... 43

B. Descripción sede Domingo Iturrate. ...................................................................................... 44

2). Descripción sede sol de oriente bachillerato. ........................................................................ 47

C. Planimetría de salones de clase ............................................................................................. 51

1) Simulación de recintos en acústica geométrica .................................................................. 51

D. Metodología de mediciones. .................................................................................................. 54

1) Medición ruido de fondo. ................................................................................................... 54

2) Medición tiempo de reverberación. .................................................................................... 54

3) Mediciones inteligibilidad (STI). ....................................................................................... 55

E. Metodología Para la descripción de los componentes cognitivos de atención visual y fluidez

gráfica ......................................................................................................................................... 56

1) Fluidez gráfica .................................................................................................................... 56

VII. RESULTADOS ...................................................................................................................... 58

A. Ruido de fondo ...................................................................................................................... 58

B. Tiempo de reverberación T30 ................................................................................................ 59

C. STI ......................................................................................................................................... 60

D. Distancia critica. .................................................................................................................... 62

E. Evaluación de ruido en el interior. ......................................................................................... 63

F. Pruebas subjetivas. ................................................................................................................. 65

VIII. DISCUSIÓN .......................................................................................................................... 69

IX. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 72

REFERENCIAS ............................................................................................................................. 73

ANEXOS ........................................................................................................................................ 76

LISTA DE FIG.URAS

Fig. 1. Curvas de Fletcher-Munson ................................................................................................ 17

Fig. 2. Escala de Decibeles ............................................................................................................. 18

Fig. 3.Sonido directo e indirecto .................................................................................................... 19

Fig. 4.Función de transferencia de modulación ............................................................................. 23

Fig. 5. Directividad de la voz humana ........................................................................................... 26

Fig. 6. Ejemplo de las curvas NC ................................................................................................... 29

Fig. 7. Esquema de metodología. ................................................................................................... 42

Fig. 8. Imagen de la institución dentro del sector la Torre ............................................................. 44

Fig. 9. Interior de la institución ...................................................................................................... 45

Fig. 10. Salón 8 nivel 1 .................................................................................................................. 46

Fig. 11. Salón 4 nivel 2 .................................................................................................................. 47

Fig. 12. Tomas de la sede bachillerato ........................................................................................... 48

Fig. 13.Salón 1 piso 1 ..................................................................................................................... 49

Fig. 14. Salón 2 piso 2 .................................................................................................................... 50

Fig. 15. Salón 3 piso 3 .................................................................................................................... 51

Fig. 16.T3O Simulados .................................................................................................................. 52

Fig.. 17. STI simulado .................................................................................................................... 53

Fig.. 18. Ubicación del Sonómetro dentro del aula de clase .......................................................... 54

Fig. 19. Tiempo de Reverberación ................................................................................................. 55

Fig. 20. Nivel equivalente en ponderación A ................................................................................. 59

Fig. 21. T30 Medido ....................................................................................................................... 60

Fig. 22. STI posición docente......................................................................................................... 61

Fig. 23. STI Posición alumnos ....................................................................................................... 62

Fig. 24. Distancia critica ................................................................................................................ 63

Fig. 25. Ruido en interior salón piso 1 ........................................................................................... 64

Fig. 26. Ruido en el interior salon piso 3 ....................................................................................... 64

Fig. 27. Memoria Grupo 1 .............................................................................................................. 66

Fig. 28. Memoria Atención Grupo1 ............................................................................................... 66

Fig. 29. Memoria Grupo 2 .............................................................................................................. 67

Fig. 30. Atención Grupo 2 .............................................................................................................. 67

Fig. 31. Atención Grupo 1 .............................................................................................................. 68

Fig. 32. Ubicación satelital ............................................................................................................. 77

Fig. 33. Sonómetro 01 dB .............................................................................................................. 78

Fig. 34 Criterio de ruido NC (dB) Salón 4 ..................................................................................... 81

Fig. 35 Criterio de ruido NC (dB) Salón 8 ..................................................................................... 81

Fig. 36. T 20 T 30 Salon 4 y 8 ........................................................................................................ 83

Fig. 37. STI SALONES 4 Y 8 ........................................................................................................ 84

Fig. 38. Verificación de calibración del sonómetro al inicio (Izquierda) y al final (Derecha) de la

medición ......................................................................................................................................... 84

Fig. 39. Calibración mediante ruido rosa. ...................................................................................... 85

Fig. 40. Cabeza midiendo ............................................................................................................... 85

Fig. 41. Toma satelital .................................................................................................................... 87

Fig. 42. Ruido de fondo salón piso 2 comparado con las curvas NC............................................. 88

Fig. 43.Curvas NC comparadas salón 2 piso 1 .............................................................................. 88

Fig. 44. Ruido de fondo salón piso 3 comparado con las curvas NC............................................. 89

Fig. 45. T20 Y T30 PISO 1 ............................................................................................................ 90

Fig. 46. T20 Y T30 SALON PISO 3 .............................................................................................. 91

Fig. 47. T20 y T30 salón piso 2...................................................................................................... 91

Fig. 48. STI PISO 1 ........................................................................................................................ 92

Fig. 49. STI PISO 2 ........................................................................................................................ 93

Fig. 50. STI PISO 3 ........................................................................................................................ 93

Fig. 51. Mediciones ........................................................................................................................ 94

Fig. 52. Plano del salón 8 acotado .................................................................................................. 96

Fig. 53. Plano del salón 8 ............................................................................................................... 96

Fig. 54.Plano del salón 4 ................................................................................................................ 96

Fig. 55. Plano del salón 4 acotado .................................................................................................. 96

Fig. 56. Plano en CATT ACOUSTIC ............................................................................................ 96

Fig. 57. T3O simulado por bandas de octava ................................................................................. 96

Fig. 58. Eco grama de aula simulada ............................................................................................. 96

LISTA DE TABLAS

Tabla I Curvas NC .......................................................................................................................... 29

Tabla II Valores guía para el ruido urbano en ambientes .............................................................. 30

Tabla III Niveles máximos de ruido recomendados por la NTC 4595 .......................................... 31

Tabla IV Tiempos de reverberación recomendados por la NTC 4595 .......................................... 32

Tabla V Valoración STI Rango de clasificación de la inteligibilidad de acuerdo a la norma ISO

9921 correspondiente STI. ............................................................................................................. 34

Tabla VI Coeficientes de absorción ............................................................................................... 51

Tabla VII RT mid ........................................................................................................................... 52

Tabla VIII STI salones simulados .................................................................................................. 53

Tabla IX. Nivel equivalente en ponderación A .............................................................................. 58

Tabla X T30 valores medidos ........................................................................................................ 59

Tabla XI RT mid valores medidos ................................................................................................. 60

Tabla XII STI posición docente ..................................................................................................... 61

Tabla XIII STI posición alumnos ................................................................................................... 61

Tabla XIV Distancia critica. ........................................................................................................... 62

Tabla XV Estadística pruebas subjetivas. ...................................................................................... 65

Tabla XVI Resultados de mediciones ruido de fondo .................................................................... 80

Tabla XVII Tiempo de reverberación registrado para salón 4 T 20 .............................................. 82

Tabla XVIII Tiempo de reverberación registrado para salón 4 T 30 ............................................. 82

Tabla XIX Tiempo de reverberación registrado para salón 8 T 30 ................................................ 82

Tabla XX Tiempo de reverberación registrado para salón 8 T 20 ................................................. 82

Tabla XXI STI Posición Alumnos y docente Salón 4 y 8 .............................................................. 83

Tabla XXII Resultados de mediciones ruido de fondo sede bachillerato. ..................................... 87

Tabla XXIII Tiempo de reverberación registrado para salón piso 1 .............................................. 89

Tabla XXIV Tiempo de reverberación registrado para salón piso 2 .............................................. 89

Tabla XXV Tiempo de reverberación registrado para salón piso 3 ............................................... 90

Tabla XXVI STI salón piso 1 ......................................................................................................... 92

Tabla XXVII STI salón piso 2 ....................................................................................................... 92

Tabla XXVIII STI salón piso 3 ...................................................................................................... 92

Tabla XXIX Superficies y volúmenes ........................................................................................... 95

EVALUACIÓN DE PARÁMETROS ACÚSTICOS DE CINCO AULAS DEL COLEGIO… 11

RESUMEN

En este proyecto se evaluó las condiciones acústicas de cinco aulas de la institución educativa Sol

de Oriente, ubicado en la Carrera 23 # 56 EH 200 del barrio 13 de Noviembre en Medellín

Antioquia. Se evaluaron parámetros de ruido de fondo, tiempo de reverberación (TR) e índice de

transmisión del habla (STI). Se realizó respuesta al impulso binaural con las cuales se obtuvo el

STI, y se grabó el ruido de fondo por medio de una cabeza artificial. Así mismo se realizaron

modelos virtuales de las aulas y se simularon por medio de acústica geométrica, mediante esta se

obtuvieron los parámetros acústicos y fueron comparados con los medidos.

Con el fin de evaluar parámetros de atención y memoria inmediata se realiza una prueba subjetiva

en conjunto con el departamento de psicología de la universidad San Buena Aventura. Esta se

implementó en dos grupos de sexto de bachillerato con estudiantes en edad promedio de 12 años

que ocupan dos de los salones caracterizados. A partir de eso se realiza un análisis de la influencia

de las condiciones acústicas de las aulas en los procesos cognitivos relacionados con la atención y

la memoria inmediata.

Palabras clave: Reverberación, STI, Ruido de fondo,binaural, acústica geométrica


ABSTRACT

In this project, acoustic conditions of five classrooms from the educational institution "Sol de

Oriente" were evaluated. This institution is located at Carrera 23 # 56 EH 200, 13 de November,

Medellín, Antioquia. Background noise, reverb time (RT), and speaking transmission index (STI)

were the parameters evaluated. Binaural response impulse was conducted to gather the STI, and

using an artificial head, the background noise was recoded. In the same way, virtual models of the

classroom were made to perform geometric acoustic simulation. The results of the simulation were

compared against the measurements.

In order to evaluate the attention and short time memory, a subjective test was performed with the

help of the Psychology department of San Buenaventura University. The test was performed with

two courser of middle schoolers whose age average was 12 years old, which use two of the

classrooms used in the data gathering. The result is the analysis of the influence of the acoustic

conditions in classrooms in the cognitive processes related to attention and short time memory.

Keywords: Reverb Time, STI, background noise, binaural, geometric acoustic


I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Actualmente en Colombia, específicamente Medellín los establecimientos educativos tanto públicos como

privados, presentan algún grado de deficiencia en las condiciones acústicas. Según la organización mundial

de la salud (OMS), Ginebra, 1997

Los niños de Estados unidos pueden recibir más ruido en la escuela que los trabajadores en

una jornada de trabajo de 8 horas en una fábrica; un estudio llevado a cabo, en 2008, por

UK, una organización inglesa dedicada al estudio de los efectos del ruido, advierte que los

jóvenes, corren el riesgo de quedarse sordos 30 años antes que las generaciones anteriores

[1, p. 33].

Inadecuadas condiciones acústicas afectan la calidad de vida y la salud de las personas en general, existe

evidencia sobre como las condiciones del aula afectan no solo a estudiantes, sino también a los docentes;

elevando los niveles de fatiga y estrés, además de enfermedades físicas como la disfunción vocal generada

por el sobreesfuerzo, esto entraña graves amenazas al buen desempeño laboral por el alto nivel de ausencia

e incapacidad laboral por disfonía y afonía, lo que implica un alto costo para los países, pues alrededor del

50% de la población docente ha solicitado una consulta médica por motivos vocales y un 15% ha acudido

al especialista. Además, impacta en el alcance de logros académicos esperados para los estudiantes de los

grupos con los cuales laboran [2]

Es importante conocer la información sobre como la reverberación y los niveles de ruido pueden afectar el

rendimiento académico en los estudiantes y además determinar con qué claridad escuchan los niños y los

docentes en su entorno escolar, evaluando si el espacio es adecuado o no para un entorno educativo.

Teniendo en cuenta que en la actualidad en Colombia son limitadas las investigaciones de la explicación y

comprensión de la problemática en aulas escolares que relacionen diferentes componentes del confort

acústico con procesos cognitivos.

Es en este contexto se formula el siguiente interrogante a manera de conjetura del estudio:

¿Cómo afecta el ruido de fondo y la reverberación en la atención y memoria inmediata de los niños de sexto

grado de la institución educativa sol de oriente del municipio de Medellín?


II. JUSTIFICACIÓN

Los salones de la institución educativa sol de oriente, tienen problemas de ruido y esto puede influir

gravemente en la capacidad de un niño para comprender, ya que la exposición a diferentes tipos de

ruido ambiental y de otros tipos de ruido en el aula, afectan el procesamiento cognitivo de los niños

Además, como dice Flexor “En comparación con los adultos los niños requieren de un ambiente

acústico más tranquilo y una señal más fuerte con el fin de aprender” [3, p. 15]. Es importante

conocer y garantizar unas buenas condiciones de escucha, asegurando que los niveles están dentro

de los límites permitidos según la normativa técnica colombiana (NTC) y las normativas

internacionales (ANSI) por lo que se buscó realizar un estudio que determinara la influencia del

ruido de fondo en los niños. Además de evaluar la reverberación e inteligibilidad en sus entornos

educativos con distintas mediciones, debido a que estas “son un factor fundamental de las aulas

para la correcta comprensión del lenguaje” [4, p. 32]a fin de entregar al finalizar el proyecto, un

informe a las directivas de la institución sobre las implicaciones de los niveles de ruido y el posible

impacto del mismo en los estudiantes y maestros.

De este trabajo se obtendrán datos que podrán ser de ayuda en futuras investigaciones ya que son

limitados los estudios de ruido a nivel nacional de esta población.

Mediante el trabajo interdisciplinar se complementa el proyecto con el área de psicología,

evaluando procesos de memoria a corto plazo; dando de esta manera mayor relevancia al proyecto

y obteniendo resultados que complementan las mediciones realizadas.


III. OBJETIVOS

A. Objetivo general

Evaluar mediante la caracterización acústica de aulas el entorno en que desarrollan las actividades

escolares los niños de sexto bachillerato de la institución educativa sol de oriente del municipio de

Medellín, y determinar si estas son óptimas para su rendimiento académico asociado a la atención

y memoria inmediata.

B. Objetivos específicos

Determinar las características acústicas de los salones de clase de la Institución Educativa Sol

de Oriente a través de la medición de ruido de fondo, STI y Tiempo de Reverberación descritas

en estándares internacionales para comparar frente a los niveles recomendados por normativas

a nivel mundial.

Construir Modelos de las aulas características para determinar parámetros acústicos a través de

simulación en software basado en el método de Acústica Geométrica.

Implementar pruebas con las herramientas psicológicas que permitan relacionar los parámetros

acústicos determinados con el proceso de enseñanza y aprendizaje enfocado a la memoria

inmediata.


IV. MARCO TEÓRICO

A. Sonido y ruido

El sonido, es el resultado de fluctuaciones u oscilaciones en la presión atmosférica, estos excitan el

mecanismo del oído y evocan la sensación de audición. El oído humano responde a los cambios en la presión

sonora en un rango muy amplio, la presión sonora más alta a la que responde el oído humano es diez millones

de veces mayor que la más suave. Esta gran relación se reduce a un tamaño más manejable mediante el uso

de logaritmos la escala de logaritmos proporciona una forma más conveniente de comparar presión sonora

de un sonido con otro. Para evitar una escala demasiado grande se introduce un factor de 10, dando lugar a

la unidad de decibelios [5].

Nivel de presión sonora

𝑁𝑃𝑆 = 20𝐿𝑂𝐺 𝑃

𝑃𝑟𝑒𝑓 (dB) (1)

El umbral de audición (ATH) es la amplitud mínima (nivel o fuerza) de un tono puro que el oído medio con

audición normal puede oír en un entorno silencioso, el umbral del dolor es la presión sonora más allá del

cual el sonido se convierte en insoportable para un oyente humano. Este umbral varía sólo ligeramente con

la frecuencia. La exposición prolongada a niveles sonoros que superen el umbral del dolor puede causar

daño físico, que puede conducir a la deficiencia auditiva. [6]

El umbral de audición es dependiente de la frecuencia, y por lo general muestra un mínimo (lo que indica

una sensibilidad máxima al oído a frecuencias entre 1 kHz y 5 kHz. Una curva típica del umbral de audición

se representa en la Figura 1 [5].


El ruido se define generalmente como sonido no deseado que interrumpe las actividades normales

o que disminuye la calidad del medio ambiente. Por lo general, es causada por la actividad humana

que se agrega a la naturaleza, en la acústica se utilizan diversos descriptores para describir los

niveles de ruido y sonido, estas incluyen la escala de decibelios ponderados A (dBA); Equivalentes

de nivel de sonido (Leq), promedio día-noche Niveles sonoros (Ldn) y niveles percentiles.

.

Tomado de: https://bit.ly/2MJIaOe

Fig 1. Curvas de Fletcher-Munson


La medida más común de sonido y ruido ambiental es el SPL ponderado A escala (dBA). esta es

una escala logarítmica que oscila entre 0 dBA y aproximadamente 140 dBA en la Figura 2 se detalla

una escala de esta medida. Los equivalentes de nivel de sonido (Leq) se utilizan para medir los

niveles de sonido que varían en el tiempo [7]. El sonido se caracteriza por su nivel de presión

sonora (NPS), frecuencia y duración. El (NPS) es la medición del sonido en decibelios, que se

percibe, la frecuencia es la cantidad de oscilaciones en ciclos por segundo (Hertz), que se percibe

como tono (alto y bajo) y la duración es el tiempo que un sonido dura.

Entre una fuente de ruido y un receptor, el NP puede cambiar como resultado de la distancia,

topografía, vegetación, cuerpos de agua y estructuras. Estos cambios pueden disminuir el nivel

percibido. Cuanto más cerca esté un receptor de una fuente de ruido, más fuerte será el ruido, para

cada duplicación de la distancia de una fuente la intensidad cae por cerca de 6 dB sobre la tierra y

aproximadamente 5 dB sobre el agua, topografía, vegetación y estructuras pueden cambiar el NPS

por reflexión o absorción.

El sonido se puede clasificar por su comportamiento acústico; en directo o indirecto. El sonido

directo se desplaza desde la fuente de sonido para el oyente en una línea recta (la ruta más corta).

Sonido indirecto es reflejado por una o más superficies antes de llegar al oyente (un camino más

largo). Dado que el sonido viaja a una velocidad constante, se tarda un tiempo más largo el sonido

Tomado de: https://bit.ly/2PN06cv

Fig. 1. Escala de decibeles

Tomado de: https://bit.ly/2PN06cv

Fig 2. Escala de Decibeles


indirecto para llegar, y se dice que está "retraso" en relación con el sonido directo. Hay varios tipos

de sonido indirecto, dependiendo del "espacio acústico" (acústica de la sala) [8].

Como el sonido directo difiere del sonido reflejado en su trayectoria, tiempo e intensidad con la

que llega al auditor, cuando el sonido reflejado llaga con un retardo (∆t) menor a 30 milisegundos,

el oído percibe, ambos sonidos como uno solo. En este caso el sonido reflejado refuerza al sonido

directo por lo que se llama “reflexión útil”.

Por otro lado, si el retardo es superior a 30 milisegundos, dependiendo del nivel con el que llegue

el sonido reflejado, estas reflexiones se clasifican en molestas (el sonido reflejado se mantiene con

un nivel que perturba la audición del sonido directo) y no molestas (el sonido reflejado llega con

un nivel que no perturba la audición del sonido directo) [8].

En una habitación se va a producir reflexiones, el espacio donde predominan las mismas recibe el

nombre de campo reverberante, El lugar:

Donde predomina el sonido directo se denomina campo directo. A dicha zona

pertenecen los puntos más próximos a la fuente sonora y en ella el nivel de presión

sonora, llamado nivel de campo directo LD, disminuye 6 dB cada vez que se dobla

Fig 3.Sonido directo e indirecto


la distancia a la fuente. Es como si el receptor estuviese situado en el espacio libre

[9, p. 36].

Hay una distancia en la que el nivel sonido se iguala al campo reverberante llamado la distancia

crítica (DC) expresado en la ecuación 2.

𝐷𝐶 = 0.14√𝑄𝑅 (2)

Donde:

Q = factor de directividad de la fuente sonora en la dirección considerada

R= Constante de la sala

𝑅 =𝑆𝛼

1−�̅� (3)

S α = superficie total de la sala

α = coeficiente medio de absorción de la sala

La absorción acústica se define como parte del sonido incidente que toca un material que no se

refleja de vuelta. Una ventana abierta es un excelente absorbente ya que los sonidos que pasan a

través de ella no se reflejan de vuelta, pero hace un pobre barrero del sonido. Un bloque de

hormigón pintado es una buena barrera del sonido, pero reflejará aproximadamente un 97% si el

sonido incidente llega a él, cuando una onda acústica choca contra un material hace que las fibras

o partículas del material vibren. Esta vibración hace que pequeñas cantidades de calor debido a la

fricción se propaguen por lo tanto la absorción de sonido se lleva a cabo por medio de la conversión

de energía en calor. El material fibroso es el mejor para la absorción, por el contrario, los materiales

más densos tienen menos absorción. Las características de materiales acústicos respecto a la

absorción varían significativamente con la frecuencia, por ejemplo, los sonidos de baja frecuencia

son muy difíciles de absorber, debido a su longitud de onda.

Para la gran mayoría de los materiales acústicos convencionales, el espesor del material tiene el

mayor impacto en la absorción del sonido, aunque la composición inherente del material acústico

determina el rendimiento acústico del material, otros factores pueden ser llevados a soportar la idea


de mejorar o influir en el rendimiento acústico, por ejemplo la incorporación de un espacio de aire

detrás de un panel de techo o la pared a menudo sirve para mejorar el rendimiento de baja

frecuencia [10].

Muchos de los problemas de ruido en las aulas pueden agravarse por una acústica inadecuada de

la sala. Parámetros acústicos, tales como el nivel de presión sonora equivalente (Leq), Tiempo de

reverberación (T60), y la transmisión de la voz Índice (STI), se pueden utilizar para evaluar si un

recinto está dentro de los estándares ideales para una buena acústica.

B. Reverberación.

En acústica el tiempo de reverberación en una frecuencia particular se define como el tiempo que

tarda el sonido a la descomposición por 60 dB; esto a menudo se abrevia a RT60; para medirla se

utilizan los métodos de ruido interrumpido o respuesta impulsiva integrada, ya que es difícil o

incluso imposible de medir un decaimiento 60 dB, de modo que el RT60 se calcula a partir de los

primeros 20 dB o 30 dB de decadencia (T20 o T30) [10].

Las ecuaciones de tiempo de reverberación han sido las herramientas de predicción más utilizados

en diseño acústico porque son simples de usar y por lo general dan resultados razonables. La

primera y quizás la más amplia ecuación de tiempo de reverberación utilizada es la ecuación de

Sabine (Sabine 1992). En los años siguientes se propusieron varias ecuaciones revisadas como la

de Eyring [8].

Sabine:

(4)

Donde:

V: Volumen de la sala

S: Área de superficie de la sala

α Coeficiente de absorción de la superficie

Eyring

Donde:

SVTR SABINE·161.060

)1ln(·161.060

S

VTR NORRISEYRING


V: Volumen de la sala

S: Área de superficie de la sala

α Coeficiente de absorción de la superficie

C. La inteligibilidad y STI.

La inteligibilidad de la palabra puede entenderse como el porcentaje de palabras u oraciones que

son entendidas correctamente por un grupo de oyentes, el habla es nuestro método primario de

comunicación. Por ello es importante que el habla se reciba de forma clara. La inteligibilidad del

habla depende (en parte) de las propiedades acústicas del recinto en el que la voz se transmite, los

oyentes, perciben una señal que llega a ellos con el nivel sonoro inicial al que posteriormente se le

añade la señal procedente de las reflexiones del sonido en las paredes, la relación entre la

inteligibilidad de una sala y su tiempo de reverberación, determinan la calidad de la misma, sea

sala de conferencias o salas usadas para el aprendizaje. Todas estas reflexiones pueden reforzar el

nivel sonoro recibido o por el contrario generar una pérdida de información.

Los efectos negativos del ruido en términos de inteligibilidad se deben a que el ruido

aumenta el umbral de audición, es decir, el nivel mínimo perceptible de una

frecuencia específica. Este umbral depende de la frecuencia y, en presencia de ruido,

aumenta especialmente en las frecuencias mayores a la frecuencia del ruido, un

fenómeno conocido como enmascaramiento. Además, la energía acústica

reverberante de un sonido tiende a enmascarar el reconocimiento de sonidos

sucesivos [9, p. 20].

Uno de los índices o métodos para la calcular la inteligibilidad es el Índice de Transmisión del

Habla, ya que es una medida objetiva que determina la calidad física de la transmisión de la voz. en

un índice de 0 a 1, indicando el grado en que un canal de transmisión degrada la inteligibilidad del

habla teniendo en cuenta el ruido, las distorsiones no lineales y las características de la señal en el

tiempo y en la frecuencia [10].


El STI determina el grado en el que la variación de amplitud en el tiempo se ve afectada por un

canal de transmisión mediante el uso de una Función de Transferencia de Modulación (MTF por

sus siglas en inglés) Donde una señal portadora (ruido filtrado por una banda de octava) es

modulada en amplitud con una frecuencia de modulación dada con una profundidad de modulación

del 100%. En el receptor, la profundidad de modulación se reduce, debido al ruido, reflexiones y

la reverberación [10].

En

erg

y E

nv

elo

pe

Acoustic

system

1/F 1/F

time time

Tomado de: https://asa.scitation.org

Fig 4.Función de transferencia de modulación


Es posible derivar los valores de MTF desde una única medición de respuesta de impulso

Para calcular cada valor de m (F) a partir de la respuesta de impulso h (t), primero se aplica un

filtro de banda de octava a la respuesta de impulso, para seleccionar la banda de frecuencia f del

transportista. Entonces m (F) se obtiene con la fórmula [10].

0

2

0

22exp

)(

dh

dFjh

Fm

f

f

(5)

Para esta medición es necesario tener una respuesta de impulso "limpia", y luego realizar por

separado la misma con un registro de ruido de fondo.

10101

1)(')(

signalnoise LLFmFm

(6)

El estándar IEC 60268-16 establece los métodos necesarios y válidos para calcular el STI

considerando la influencia del enmascaramiento y ponderaciones diferentes

La MTF necesaria para este cálculo puede obtenerse de manera directa o indirecta. El método

directo implica el uso de señales especiales de 98 señales de prueba de diez segundos, cada una

con una frecuencia de modulación para un ruido en una única banda de octava entre 125 Hz y 8

kHz [29]. Así, una sola medición con este método requiere de aproximadamente 15 minutos. Por

otra parte, el método indirecto implica obtener la MTF a partir de la respuesta al impulso del canal

de transmisión [11, p. 85].


D. Características del mensaje oral.

Cuando alguien transmite un mensaje, emplea más tiempo produciendo las vocales que las

consonantes. Debido a esto las vocales constituyen el llamado régimen permanente del habla,

mientras que las consonantes el régimen transitorio.

La duración en promedio de una vocal es del orden de 90 ms, reduciéndose a 20 ms

en el caso de una consonante. El hecho de que la duración de las vocales sea más

elevada hace que el nivel de presión sonora asociado a las mismas sea, en promedio,

del orden de 12 dB mayor que el correspondiente a las consonantes. Por otra parte,

su contenido frecuencial es más rico en bajas frecuencias, mientras que las

consonantes presentan una mayor contribución de altas frecuencias.

Por otro lado, el grado de inteligibilidad de la palabra está estrechamente

relacionado con la correcta percepción de las altas frecuencias. En consecuencia,

son las consonantes las que determinan la comprensión del mensaje oral [10, pp. 12-

13].

E. La directividad en la voz humana.

La directividad es una medida de la característica direccional de una fuente de sonido. A menudo

se expresa como un índice de directividad en decibelios, o como un valor adimensional de Q.

Cualquier fuente sonora radia potencia en unas direcciones u otras y, por tanto, presenta una cierta

directividad. Esta depende de la frecuencia y aumenta con la misma [8].

La manera de este es un aspecto importante de una fuente de sonido, especialmente en un campo

reverberante. Cuando se hace estallar un globo, envía el sonido en todas las direcciones por igual

(a efectos prácticos), y esto representaría un valor Q de 1. Una persona que habla tiene un valor Q

de aproximadamente 2, lo que significa que el sonido se irradia en forma semiesférica. La

directividad es importante porque ayuda a indicar la cantidad de sonido que se dirige hacia un área

específica en comparación con toda la energía del sonido generado por una fuente. Si se tiene una

cantidad limitada de energía de sonido disponible


En un espacio reverberante la directividad juega otro papel. Una fuente Q baja, como una persona

que habla, excitará el campo reverberante de manera uniforme, esto limita la distancia que se puede

comunicar ya que está enmascarado por el sonido reverberante.

La voz humana presenta unas características de directividad que vienen

determinadas por el sistema de fonación y la forma de la cabeza, siendo la dirección

frontal la de mayor directividad. Si bien la directividad aumenta con la frecuencia

(), a efectos prácticos, se considera que el factor de directividad de la voz humana

en la dirección frontal es Q=2. [8.p,127].

F. Efectos de la reverberación en el aula de clase

La correcta recepción de la información en un aula es imprescindible para el rendimiento

académico, la capacidad de percepción del habla en un salón de clases puede a menudo ser

perjudicialmente afectado por las características acústicas de ese entorno. Las variables acústicas

que pueden comprometer habilidades de percepción incluyen el tiempo de reverberación del

recinto, el nivel general de ruido de fondo, la relación entre el nivel de la voz del maestro y el ruido

de fondo, y la distancia desde el maestro a el niño [11].

Al transmitirse la voz entra en interferencia por el ruido de fondo chocando con lo que el niño

quiere o necesita, escuchar y entender, el ruido de fondo pueden ser sonidos no deseados que se

Fig 5. Directividad de la voz humana

Tomado de Moreno y Pfretzschner

Fig.4. Directividad de la voz humana en las bandas de octava

comprendidas entre 500 Hz y 4 kHz (según Moreno y

Pfretzschner)


generan desde el exterior o interior del recinto, tales como avión, tráfico, la construcción local, el

tráfico de automóviles y patios de recreo, o ruidos internos que se originan desde dentro del salón

como un ventilador. Las fuentes de ruido en los salones incluyen individuos hablando, deslizando

de sillas o mesas, y arrastrando los pies de zapatos con suela difíciles de pisos sin alfombra. La

calefacción, ventilación y aire acondicionado por lo general también contribuyen

significativamente a los niveles de ruido en el aula [12].

En el salón de clases, el ruido y la reverberación se combinan para afectar a la percepción del habla,

es decir, la interacción del ruido y la reverberación afecta adversamente el discurso y la percepción

en un grado mayor que la suma de ambos efectos tomados independientemente, si tanto el ruido y

la reverberación están presentes en una habitación, sus efectos combinados en el podrían reducir

hasta un 60% la correcta comprensión del lenguaje [11].

Además, según Kurtovic

El grado de inteligibilidad está estrechamente ligado a la correcta percepción de las

consonantes por su importante contenido de altas frecuencias, el enmascaramiento

de las mismas debido a un exceso de reverberación provoca indefectiblemente una

pérdida de inteligibilidad en la sala. [11, p. 96].

G. Criterios de evaluación

1) Ruido de fondo

El ruido de fondo en un aula afecta la capacidad de percibir el habla mediante el enmascaramiento

de la palabra y claves lingüísticas que están disponibles en el mensaje del maestro. En general, la

energía espectral de consonantes es menos intensa que la energía vocal. En consecuencia, el ruido

de fondo en el aula reduce predominantemente la percepción de las consonantes [10].

Hay que señalar, que el ruido de fondo en un aula varía a menudo considerablemente como una

función del tiempo, esta variabilidad hace que sea difícil de medir el ruido de una manera fiable

[13], el número individual más común descriptor de ruido es la medición del nivel de presión

sonora equivalente el cual está dado por:

Leq = 10Log (1

N∑ 100.1∗LPiN

i=1 ) (7)


Donde:

LPi es el nivel de presión sonora registrado en el punto de medición i.

N es la cantidad de mediciones tomadas.

Un procedimiento más a fondo para medir el ruido en un salón de clases es a través del uso de

criterios de ruido (NC) curvas. Estas están basadas en niveles estandarizados (Por lo general de 63

Hz a 8000 Hz) en bandas de octava. Estos datos son trazados a través de ocho frecuencias estándar

que caracterizan a una habitación, se determinan por el más alto nivel de presión acústica de banda

de octava que se cruza con la familia de curvas. La calificación NC es generalmente 8-10 dB por

debajo del nivel de dB de la habitación [12].

2) Curvas NC

En la Figura se muestra el Leq por banda de octava correspondiente a cada curva NC, los valores

con los que se construyen estas curvas se muestran en la Tabla 3. Para evaluar los niveles de ruido

registrados contra las curvas NC, se grafican los valores obtenidos por banda de octava sobre el

conjunto de curvas que se muestran en la Figura 2 o se comparan directamente con los valores de

la Tabla. La clasificación del ruido registrado está dada por el nivel de la banda de frecuencia

medida que se acerca a la curva NC más alta. El criterio de las curvas NC recomienda unos valores

de ruido de fondo para diferentes recintos según su aplicación, como se muestra en la Figura 5 y

tabla 1 [10].


TABLA I. CURVAS NC

Tipo de Recinto Curva NC Recomendada

Estudios de grabación 15

Salas de concierto y teatros 15-30

Hoteles (Habitaciones individuales) 30-35

Aulas de clase 35-40

Bibliotecas 40-45

Hoteles (vestíbulo y pasillos) 40-50

Restaurantes 35-40

Sala de Ordenadores 40-45

Oficinas 25-40

Residencias 25-40

Salas de conferencia 25-35

Tomado de: István L. Leo Beranek “Noise and Vibration Control Engineering”.

Tomado de: István L. Vér, Leo Beranek “Noise and Vibration Control Engineering

Fig. 4. Ejemplo curvas NC.

Tomado de: István L. Vér, Leo Beranek “Noise and Vibration Control Engineering

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Leq [

dB

]

Frecuencia [Hz]

NC70 NC65 NC60 NC55 NC50 NC45 NC40 NC35 NC30 NC25 NC20 NC15

Fig 6. Ejemplo de las curvas NC


3) Organización Mundial de la Salud

La Organización Mundial de la Salud (OMS) en las Guías para el Ruido Urban, propone valores

guía de niveles para el ruido urbano en ambientes específicos, como se muestra en la Tabla 2.

[14]

Tabla 2. Valores guía para el ruido urbano en ambientes específicos Tomado de: Organización

Mundial de la Salud, Guías para el Ruido Urbano, 1995

TABLA II. VALORES GUÍA PARA EL RUIDO URBANO EN AMBIENTES

Ambiente

específico Efectos críticos en la salud

LAeq

[dB(A)]

Tiempo

base

[horas]

LAMax1

[dB(A)]

Exteriores

residenciales

Molestia severa (Día) 55 16 -

Molestia moderada(Noche) 50 16 -

Interiores residencial Inteligibilidad y molestia moderada

(Día) 35 16 -

Interior dormitorios Perturbación del sueño (Noche) 30 8 45

Exterior dormitorios Perturbación del sueño (ventana

abierta) 45 8 60

Salones de clase en

escuelas

Poca inteligibilidad, perturbación de

la comunicación 35

Durante

clases -

Preescolares Perturbación del sueño 30 Periodo

de sueño 45

Patio de juegos en

escuelas Molestia (Debido a fuentes externas) 55

Durante

recreo

Cuarto de hospital Perturbación del sueño(Día) 30 8 40

Perturbación del sueño(Noche) 30 16 -

Salas de tratamiento Interferencia con recuperación Mínimo

posible - -


Ambiente

específico Efectos críticos en la salud

LAeq

[dB(A)]

Tiempo

base

[horas]

LAMax1

[dB(A)]

Industrial,

comercial, zonas de

tráfico

Discapacidad auditiva 70 24 110

Nota: Organización Mundial de la Salud, Guías para el Ruido Urbano, 1995

4) Norma Técnica Colombiana 4595

La norma NTC 4595 “Planeamiento y Diseño de Instalaciones y Ambientes Escolares”

recomienda los niveles de ruido máximos para diferentes ambientes dispuestos en la Tabla 3. Para

el caso de las aulas de clase, se opta por clasificarlas como Ambiente A, lugares en los cuales es

posible es posible realizar trabajo individual, en pequeños grupos, “cara a cara” (2 a 6 personas) y

en grupos hasta de 50 personas, tanto “cara a cara” como en disposición frontal. La biblioteca se

clasifica como Ambiente B, lugar donde se desarrollan tanto el trabajo individual como el trabajo

“cara a cara” en pequeños grupos (2 a 6 personas) con materiales móviles y/o equipos conectables.

[15].

TABLA III. NIVELES MÁXIMOS DE RUIDO RECOMENDADOS POR LA NTC 4595

Ambientes

(recintos sin ocupar)

Niveles de ruido en

dB(A)

Caracterización

Ambientes B y F para música 35 a 40 Silencio

Ambientes A y C en laboratorios 40 a 45 Conversación en voz baja

Ambientes C en artes y oficinas 45 a 50 Conversación natural

Ambientes C tecnología, D,E,F baños y

depósitos

Hasta 60 Voz humana en público

Nota: Norma NTC 4595 “Planeamiento y Diseño de Instalaciones y Ambientes Escolares”.


Tiempo de reverberación

En la norma NTC 4595 se plantean valores para el tiempo de reverberación medio (RTmid)

según el tipo de ambiente. Para el caso de las aulas de clase se opta por clasificarlas como

ambiente A, lugares en los cuales es posible realizar trabajo individual, en pequeños grupos,

“cara a cara” (2 a 6 personas) y en grupos hasta de 50 personas, tanto “cara a cara” como en

disposición frontal. En la Tabla 5 se indican los tiempos de reverberación recomendados para

diferentes ambientes [15].

TABLA IV. TIEMPOS DE REVERBERACIÓN RECOMENDADOS POR LA NTC 4595

Nota: Norma NTC 4595 “Planeamiento y Diseño de Instalaciones y Ambientes Escolares”.

5) ISO 3382-2 Medición de parámetros acústicos en recintos ordinarios.

Para medir el tiempo de reverberación se necesita una fuente de sonido e instrumentación capaz de

capturar el decaimiento del sonido.

Se tiene dos opciones con respecto a la fuente de sonido; excitación impulso o excitación de

ruido. Sin embargo, la antigua norma ISO 140 serie de normas, así como la nueva versión de

laboratorio llamada ISO 3382-2, requieren el uso de excitación de ruido. Es importante que el ruido

sea de bandas anchas suficiente para cubrir toda la gama de frecuencias de interés.

Aunque el tiempo de reverberación se define como el tiempo que tarda el sonido en 60dB

descomposición, esto es raramente posible de medir debido al ruido de fondo inevitable. Además,

la parte inicial de la decadencia de reverberación es generalmente la parte más interesante. El

tiempo de reverberación es, por tanto, normalmente basado en la tasa de atenuación de un rango de

20 o 30 dB a partir de 5 dB por debajo del nivel estacionario. El valor se extrapola después a 60dB

Ambiente RTmid recomendado (s)

Ambiente B Hasta 0,9

Ambiente A y oficinas De 0,9 a 1

Ambiente C y E De 0,9 a 1,2

Ambiente F De 0,9 a 2,2


suponiendo que la parte de la decadencia que se utilizó es representativa. Es una práctica común

para especificar el rango utilizado como T20, T30 todos con el mismo valor numérico si el

decaimiento es lineal [16].

La Norma ISO 3382 especifica tres niveles de precisión de la medición; Ingeniería; y precisión. La

principal diferencia se refiere al número de posiciones de medición y por lo tanto el tiempo

necesario para las mediciones, por objeto promover una medición más frecuente de tiempo de

reverberación en salas donde es relevante. Es evidente que una medición muy simple es mejor que

ninguna medición [17].

Hay varias razones para medir el tiempo de reverberación. En primer lugar, el nivel de presión

sonora de fuentes de ruido, la inteligibilidad del habla, y la percepción de la intimidad en una

habitación dependen en gran medida el tiempo de reverberación. Las habitaciones pueden incluir

los ambientes domésticos, escaleras, talleres, plantas industriales, aulas, oficinas, restaurantes,

centros de exposiciones, eventos deportivos, y terminales ferroviarias y aeroportuarias.

En algunos países, los códigos de construcción especifican los tiempos de reverberación en aulas

requeridas y otras categorías de habitación. Sin embargo, en la gran mayoría de las habitaciones,

se deja al equipo de diseño para especificar y diseño para un tiempo de reverberación que es

razonable para el propósito de una habitación.

Dos rangos de evaluación diferentes definen la norma ISO 3382, 20 dB y 30 dB. Sin embargo, una

se ha dado preferencia a la gama dB 20 de evaluación por varias razones:

a) La evaluación subjetiva de la reverberación está relacionada con la primera parte

de la decadencia;

b) Para la estimación del nivel de sonido en estado estacionario en un cuarto de su

tiempo de reverberación, es apropiado utilizar la primera parte de la decadencia

c) La relación señal-ruido es a menudo un problema en las mediciones de campo, y

a menudo es difícil o imposible de obtener una gama de evaluación de más de 20

dB. Esto requiere un nivel de señal a ruido de al menos 35 dB


6) Índice de transmisión del habla STI.

El valor del STI está acotado entre 0 y 1. Para salas de voz se suele recomendar un STI superior a

0,65. El STI se puede calcular para bandas frecuencia les, pero suele darse como valor global, que

incluye un promedio ponderado de las diferentes frecuencias, dando más importancia a las bandas

predominantes de la voz. A continuación, se indica la relación entre los posibles valores que puede

tener el STI y la valoración subjetiva de la inteligibilidad del mensaje hablado [18].

TABLA V. VALORACIÓN STI RANGO DE CLASIFICACIÓN DE LA INTELIGIBILIDAD DE ACUERDO A

LA NORMA ISO 9921 CORRESPONDIENTE STI.

Excelente Buena Regular Deficiente Mala

CVC >81% 81% a 70% 70% a 53% 53% a 31% <31%

STI (ISO) >0.75 0.75-0.6 0.6-0.45 0.45-0.3 <0.3

7) Normativa ANSI.

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), junto con los esfuerzos de la Junta de

Acceso de Estados Unidos, la Sociedad Americana de Acústica, creó los ANSI S12.60-2002,

Criterios de rendimiento acústico, los requisitos de diseño y Directrices para Escuelas estándar. A

través de requisitos de diseño específicos y criterios de rendimiento acústico, la norma trata de

crear un ambiente de clase que optimiza la comprensión del habla [19].

En 2004, el Grupo de Trabajo del Habla, Lenguaje y Audición de la Asociación Americana

(ASHA) en la sala de clase Acústica recomienda que se cree un ambiente acústico adecuado en

todas las aulas y espacios de aprendizaje. ASHA corroborada la norma ANSI y recomienda los

siguientes criterios para la acústica del aula:

1. Niveles no ocupados en el aula no deben superar los 35 dBA

2. La relación señal-ruido (la diferencia entre la voz del maestro y el ruido de fondo) debe ser de

al menos 15 dB en las orejas del niño.


3. El tiempo de reverberación de un aula desocupada no debe superar los 0,6 segundos en aulas

más pequeñas o 0,7 segundos en salas más grandes

El cumplimiento de la norma ANSI es para distritos escolares, padres, maestros, audiólogos y

logopedas para que pueden ayudar a promover la buena acústica del salón de clases para sus

escuelas. Aprender los hechos y compartir información sobre la creación de un buen ambiente de

escucha para todos los niños [20].

ANSI / ASA S12.60-2010 / Parte 1 , Criterios acústicos American National Standard requisitos de

rendimiento, diseño, y directrices para escuelas, Parte 1: Escuelas Permanente, esta normativa

habla sobre los beneficios de diseño arquitectónico y mecánico idóneo al proporcionar buenas

características acústicas para aulas y otros espacios de aprendizaje en el que la comunicación de

voz es una parte importante del proceso de aprendizaje. Niveles excesivos de ruido de fondo o la

reverberación en espacios interfieren con el habla e impiden una correcta comunicación, por lo

tanto, presenta un impedimento acústico para el aprendizaje.

Con un salón de clases que tiene buenas características acústicas, el aprendizaje es más fácil, más

profundo, más sostenido, y menos fatigoso y la enseñanza debe ser más eficaz y menos estresante

con características acústicas bien diseñadas. Además de que puede haber más interacción verbal y

menos repetición entre el profesor y los estudiantes.

El objetivo de esta norma es proporcionar flexibilidad para el diseño de espacios de aprendizaje

adecuados ayudando a los planificadores de la escuela y los diseñadores a suministrar buenas

características acústicas para aulas y otros espacios de aprendizaje en el que la comunicación de

voz es una parte importante en el proceso de aprendizaje [21].

H. La Evaluación Neuropsicológica Infantil (ENI)

La Evaluación Neuropsicológica Infantil (ENI) es la primera batería

neuropsicológica orientada hacia la evaluación de niños de edad escolar desarrollada

y estandarizada en la población latinoamericana, en particular de México (en

Guadalajara y Tijuana) y Colombia (en Manizales). Su estandarización recibió el

rigor metodológico que requiere toda estandarización de un instrumento de

https://global.ihs.com/doc_detail.cfm?&rid=ASA&input_doc_number=%20&input_doc_title=%20&item_s_key=00585043


evaluación. Las normas de la ENI se obtuvieron en una muestra de 788 niños de 5

a 16 años provenientes de México y Colombia, casi la mitad fueron varones de

escuelas públicas y privadas, sin antecedentes de problemas de desarrollo y/o

enfermedades graves. La ENI permite evaluar 9 dominios neuropsicológicos:

habilidades construccionales, habilidades gráficas, memoria a corto plazo y diferida

en su modalidad verbal y no verbal, habilidades perceptuales (visuales, auditivas y

táctiles), lenguaje que incluye la expresión, comprensión y repetición, habilidades

metalingüísticas, habilidades espaciales, atención (visual y auditiva), habilidades

conceptuales, funciones ejecutivas que son los propios de una evaluación

neuropsicológica [22, p. 4]


V. ESTADO DEL ARTE

Dada la evidencia de que el ruido ambiental está relacionado con el deterioro del rendimiento

escolar, la gestión para reducir los problemas de aprendizaje inducido por ruido se vuelve relevante

[23].Según la revista acoustical society of américa un mayor conocimiento acerca de las relaciones

exposición-efecto podría mejorar la toma de decisiones sobre el diseño de las intervenciones

físicas, educativas y psicológicas para los niños expuestos a altos niveles de ruido es un factor de

urgente atención [24]. Desafortunadamente en este momento, las normativas nacionales actuales

no consideran estos factores idóneamente en las aulas de clase.

En Colombia, el estudio del ruido como fenómeno es relativamente nuevo aun en la actualidad se

tienen costumbres de emisión sonora en niveles de presión que pueden exceder lo recomendable,

falta darle más relevancia no solo en la parte normativa sino también en procesos de mitigación,

Las leyes correspondientes a la problemática del ruido van ligadas a una serie de normativas

dedicadas a la temática de acústica como son las Normas Técnicas Colombianas (NTC), que se

enfocan en definir e instaurar las medidas y procedimientos realizables en Colombia y relacionadas

con el tema estas normas definen que para salones de un trabajo individual o grupos no mayores

de 50 personas se debe cumplir con un nivel máximo de ruido de fondo de 40 a 45 dBA [25].

A nivel internacional, el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), junto con los

esfuerzos de la Junta de Acceso de Estados Unidos y la Sociedad Americana de Acústica, creó los

ANSI S12.60-2002, criterios de rendimiento acústico y los requisitos de diseño y directrices para

escuelas estándar. A través de requisitos de diseño específicos y criterios de rendimiento acústico,

la norma trata de crear un ambiente de clase que optimiza la comprensión del habla [21].

Los efectos del ruido sobre la audición han sido durante mucho tiempo el foco de la investigación

científica. Los efectos no auditivos del ruido, por el contrario, se han descuidado relativamente. Sin

embargo, ahora está claro que la exposición crónica al ruido puede dar lugar a efectos psicológicos

en términos de aumento de los niveles de estrés y deterioro del rendimiento. En lo que se refiere a

la investigación sobre los niños, se han realizado una serie de estudios de laboratorio y de campo

que han examinado los efectos no auditivos del ruido Un estudio realizado por Judy Montgomery

en 1990 encontró que el 7% de los niños de segundo grado, el 15% de los estudiantes de octavo

grado, y el 13% de duodécimo grado y el 26% de los estudiantes de secundaria tuvo una pérdida


de audición medible. Ya en 1972, David Lipscomb estudió 1.000 niños y jóvenes de sexto, noveno

y duodécimo grado y encontró que el 3,8% de los estudiantes de sexto grado, el 11% de los

estudiantes de noveno grado y el 10,6% de los alumnos del duodécimo grado no pasó la prueba de

audición. Un estudio de seguimiento por David Lipscomb en 1972 estudió la audiencia de

estudiantes universitarios y se encontró que el 32,9% de un grupo y el 60,7% en un segundo grupo

tuvo una pérdida de audición de alta frecuencia medible. En un estudio más reciente (1996), el

Centro de Audición y Comunicación encontró que el 10% de los estudiantes de noveno grado no

pasó una prueba de audición y que estos estudiantes nunca antes había sido identificado con

dificultades auditivas. Por otra parte, sus maestros informaron que estos estudiantes exhiben

problemas de aprendizaje y comportamiento en la clase [26].

Es probable que los niños representen un grupo que es particularmente vulnerable a los efectos del

ruido ya que todavía están en desarrollo tanto física como cognitivamente, esto puede traer como

consecuencia que su procesamiento central y la comprensión del lenguaje sea deficiente, el

supuesto es que el daño auditivo se produce en los mismos niveles de sonido como en adultos [27]

5.2 millones de niños en los EE.UU. sufren de problemas de audición inducida por el ruido

irreversible y más de 20 millones están expuestos a niveles peligrosos de ruido cada día [28] y [29].

Alguno de los efectos no auditivos del ruido en los niños estudiados, incluyen disminución de la

función cognitiva, incapacidad para concentrarse, aumento de la activación psicosocial y

nerviosismo [30] además, se ha encontrado efecto del ruido en el logro de aprendizaje, el

procesamiento cognitivo y la lectura. También se han encontrado efectos negativos relacionados

con el rendimiento como la atención, la concentración y la memoria [31]. El ruido puede interferir

con las interacciones entre maestros y alumnos, también causando molestia, especialmente si una

persona siente que sus actividades están siendo perturbados o si causa dificultad en la

comunicación. En algunos individuos, esta molestia puede dar lugar a respuestas de estrés. El

impacto mejor documentado de ruido en el rendimiento de los niños es la investigación que muestra

los efectos negativos sobre la adquisición de la lectura [32].

Un estudio de Won Young Yang y Murray Hodgson habla sobre como la inteligibilidad del

habla se ve afectada principalmente por la reverberación y por la diferencia de nivel de señal a

ruido. En la parte experimental no se encontraron tiempos de reverberación adecuados, pero las

predicciones teóricas encontraron tiempos de reverberación distintos de cero. Estos resultados

http://scitation.aip.org/search?value1=Wonyoung+Yang&option1=author&option912=resultCategory&value912=ResearchPublicationContent

http://scitation.aip.org/search?value1=Murray+Hodgson&option1=author&option912=resultCategory&value912=ResearchPublicationContent

http://scitation.aip.org/search?value1=Murray+Hodgson&option1=author&option912=resultCategory&value912=ResearchPublicationContent


contradictorios son causados en parte por las diferentes formas de contabilización de ruido de

fondo. Fuentes de ruido de fondo y su ubicación dentro de la habitación son los factores más

perjudiciales en la inteligibilidad del habla. Sin embargo, los niveles de ruido

también interactúan con la reverberación en las habitaciones [29]. Tales hallazgos son alarmantes

porque unos ambientes acústicos no apropiados pueden afectar de manera perjudicial no sólo la

percepción del habla, sino también el rendimiento psicoeducativo.

El propósito del RAVLT es evaluar el aprendizaje verbal y memoria, específicamente evalúa el

alcance de la memoria inmediata, el nuevo aprendizaje, susceptibilidad a interferencias y memoria

de reconocimiento. Estudios realizados en Brasil con niños de 6 a 10 años mostraron que los niños

mayores tienen una mejor capacidad de almacenamiento temporal, no se encontraron diferencias

de género en la mayoría de las pruebas, aunque se han encontrado diferencias de género en los

diferentes sistemas de memoria en otros estudios. Por ejemplo, Thilers et al. (2007) reportaron que

las hembras obtenido mejores resultados en pruebas de memoria y tenía un mejor rendimiento

verbal que los hombres, mientras que los varones obtuvieron mejores resultados que las mujeres.

El factor del ambiente de trabajo demostró ser una variable importante en varias de las pruebas, lo

que demuestra que los sistemas de memoria mejoran según las condiciones adecuadas de

aprendizaje [33].

El índice de transmisión de discurso (STI) se ha convertido en el método internacionalmente

aceptado de pruebas y evaluación de la inteligibilidad posible de sistemas de sonido. La técnica

está estandarizada en IEC 60268-16 [34]El STI fue inventado en la década de 1970 por Herman

Steeneken y Tammo Houtgast, desde entonces se ha desarrollado ampliamente siendo reconocido

y aplicado como herramienta de medición acústica el día de hoy . Una población estimada de más

de 10.000 ingenieros, científicos y consultores tienen la STI en su caja de herramientas profesional,

de una forma u otra .La medida SII de fue redefinida adicionalmente para producir el índice de

inteligibilidad de la voz (SII) ( ANSI, 1997 ). La medida SII se basa en la idea de que la

inteligibilidad del habla depende de la proporción de la información espectral que es audible para

el oyente y se calcula dividiendo el espectro en 20 bandas (contribuyendo igualmente a la

inteligibilidad) y la estimación de la media ponderada de la señal relaciones señal a ruido (SNR)

en cada banda. Se basa en la idea de que la reducción en la inteligibilidad causada por aditivos

distorsiones de ruido o de reverberación se puede modelar en términos de la reducción de

modulaciones envolvente temporal. La métrica STI se ha demostrado para predecir con éxito los

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2806444/#c3


efectos de reverberación, acústica de la sala, y el ruido aditivo la medida STI utilizan señales

artificiales (por ejemplo, señales de onda sinusoidal modulada) como señales de la sonda para

evaluar la reducción de la modulación de la señal en un número de bandas de frecuencia y para una

gama de frecuencias de modulación (0,6 a 12,5 Hz) que son importantes para la inteligibilidad del

habla [35].

Según Rinaudo, Chiecher &amp Donolo, el rendimiento académico de los estudiantes puede ser

facilitado o interferido por diversos factores individuales y de interacción. Funcionamientos

cognitivos como la atención, el pensamiento y la memoria son básicos para que el estudiante pueda

realizar actos de comprensión ante el aprendizaje y la adaptación de la conducta humana a los

cambios constantes que el ambiente genera, especialmente en contextos de aprendizaje [36] . La

atención es un proceso básico para el aprendizaje, es uno de los primeros en desarrollarse y

constituye un mecanismo vertical, que controla y facilita el funcionamiento de otros procesos como

la motivación, la emoción, la percepción, la inteligencia y la memoria; por esta razón, en esta

investigación se enfocará el análisis al rendimiento cognitivo de la atención en cuanto al confort

térmico, lumínico y acústico, definiendo la atención como: La cantidad de información que puede

ser atendida y respondida en un periodo de tiempo definido, que implica la habilidad para

seleccionar y sostener la atención [37].

Los resultados de investigaciones que involucran diferentes tipos de confort han sido

inconsistentes, a partir de experimentos que permitían conocer si existía una mayor afectación en

procesos cognitivos a partir de la evaluación conjunta del ruido de fondo, la luz y la calidad del

aire, han determinado que la luz y la calidad del aire no afectan; pero el nivel de ruido de fondo

alto (aproximadamente 40 dBA sin importar la inteligibilidad tiene consecuencias en la memoria a

corto plazo y la capacidad de razonamiento; aunque no se demostró influencia en el rendimiento

académico [38] . Diversos estudios muestran que el ruido en las aulas impacta el rendimiento

escolar de los estudiantes y el proceso de enseñanza utilizado por los docentes, generando

consecuencias fisiológicas, cognitivas y emocionales que se manifiestan a corto o largo plazo como

efectos acumulativos- en la población estudiantil y docente [22].

En cuanto al confort acústico, las investigaciones se han orientado a entender, el impacto en el

rendimiento de los estudiantes. Los efectos de ruido y reverberación también se han tenido en

cuenta para el análisis de sus efectos nocivos en la atención se ha visto que la perturbación de la


concentración mental durante el trabajo genera como respuesta al ruido un incremento en el

esfuerzo mental para completar la tarea .También afectan el rendimiento en tareas de memoria la

comunicación entre docente y alumnos, especialmente por sus efectos en la inteligibilidad de la

palabra que dificulta el escuchar y comprender [39].

Los ruidos de fondo se han asociado también con efectos directos en la salud, presentando síntomas

como fatiga, estrés, depresión y pérdidas de la capacidad auditiva [27]. También se han visto

efectos cognitivos y fisiológicos al analizar los ruidos de fondo de baja intensidad; Los resultados

sugieren que los niveles moderados de ruido de baja frecuencia pueden afectar concentración, el

rendimiento mental y la capacidad de trabajo. El ruido de carácter intermitente puede causar

distracciones, sobre todo al ser este de alta intensidad e impacto, pues las personas se adaptan más

fácilmente al ruido continuo y les cuesta ignorar el ruido intermitente de corta duración [40].


VI. METODOLOGÍA

En esta parte del trabajo se plantean las pautas metodológicas y de procedimiento que se emplearán

para el desarrollo en la adquisición de medidas de las variables acústicas relevantes para este

estudio, al igual que los procedimientos para la medición de procesos cognitivos en los niños, se

describirán las generalidades en los procesos de medición.

En la siguiente Figura se muestra un diagrama general de la metodología

Fig 7. Esquema de metodología.


A. Descripción y selección de las aulas de la institución educativa sol de oriente

1. Reseña de la institución

Sol de Oriente es una institución educativa de carácter público, aprobada

legalmente según Resolución 16259 del 27 de noviembre de 2002.

La institución está ubicada en la carrera 23 número 56 EH-200 del municipio de

Medellín, departamento de Antioquia, teléfono 2914389, 2546176, 2845867.

Atiende a una población aproximada de 3 mil estudiantes desde el nivel preescolar

hasta el grado undécimo. Cuenta con dos sedes: la principal llamada Sol de Oriente,

se encuentran los grados quinto a undécimo y en la Beato Domingo Iturrate se

encuentran los estudiantes desde preescolar hasta cuarto de primaria.

El 5 de enero de 1987 comienza la construcción de la escuela Beato Domingo

Iturrate por iniciativa del padre José Azpilicueta superior de la comunidad Padres

Trinitarios en un terreno de 3 mil metros cuadrados donado por CORVIDE

(Corporación de Vivienda y Desarrollo Social), en la construcción participan los

vecinos del sector y se reciben ayudas de diferentes organismos internacionales,

posteriormente, a partir de 1988, las Hermanas Trinatarias se ponen al frente de la

Escuela y el 2 de mayo del mismo año se crea oficialmente la Escuela Unitaria

Integral Beato Domingo Iturrate bajo el decreto 1367, el día 23 del mismo mes y

año llegan al plantel los primeros 48 niños.

Sol de Oriente surge ante la demanda de cupos escolares para el nivel secundario

por parte de los niños egresados de las escuelas Beato Domingo Iturrate, El Pinal, y

Niño Jesús de Praga, y como estrategia para convertir este sector en una zona de

convivencia.

La obra que inició el 30 de noviembre de 1995, contó con la concertación de los

líderes comunitarios y organizaciones de la zona, quienes realizaron actividades de

sensibilización, mediante visitas a la obra con estudiantes y directivos de las


escuelas y colegios del sector Centro Oriental y un concurso para darle el nombre al

colegio.

Cinco entidades hicieron posible el sueño de muchas familias, al dar total cobertura

educativa a esta zona marginada por la violencia y la escasez de recursos

económicos. CORVIDE donó el terreno, obras públicas hizo el diseño

arquitectónico constructivo; el PRIMED realizó la interventoría; el banco Alemán

KFW donó el dinero para la construcción de la planta física y la secretaria de

educación y cultura de Medellín, se encargó de la dotación escolar y de definir su

estructura física, su sistema administrativo.

Sol de Oriente culminó sus obras el 14 de noviembre de 1997, y a partir de este

mismo año inició su calendario escolar que cubre las dos jornadas en los niveles de

preescolar, básica primaria, básica secundaria y media técnica [41, párr. 1-5]. [41]

B. Descripción sede Domingo Iturrate.

La institución presenta una edificación bastante rustica, esto debido al proceso histórico de

construcción, cuenta con 2 pisos, está ubicado en el sector la Torre, lo que la hace partícipe de las

actividades de emisión de fuentes sonoras dentro del mismo.

Fig 8. Imagen de la institución dentro del sector la Torre


Para la medición del mismo se optó por tomar una muestra de cada nivel, teniendo en cuenta que

las aulas son muy similares en su volumen y superficies.

Salón 8 piso 1

Esta aula cuenta con piso de baldosa, paredes en concreto, tablero en acrílico, ventanas en vidrio y

escritorios de madera techo falso en madera y es continuo a la guardería ubicada en un primer piso.

Fig. 6. Interior de la institución

Fig 9. Interior de la institución


Salón 4 piso 2

Esta aula cuenta con piso de baldosa, paredes en concreto, tablero en acrílico, ventanas en vidrio y

escritorios de madera techo falso en madera, está ubicado en el segundo piso.

Fig 10. Salón 8 nivel 1


2). Descripción sede sol de oriente bachillerato.

La sede bachillerato presenta una edificación mucho más moderna, está ubicada al frente de una

vía que comunica el barrio el Pinal, la edificación es inclinada, teniendo los salones de clase en el

la parte de atrás donde hay una edificación de 3 pisos.

Para esta sede se decide tomar una muestra de 3 salones de clase una por cada nivel, teniendo en

cuenta que los volúmenes y superficies son muy similares.

Fig 11. Salón 4 nivel 2

Fig. 7. Salón 4 nivel 2


Fig 12. Tomas de la sede bachillerato


Salón piso 1

Cuenta con sillas académicas tablero en acrílico y concreto pintado, baldosa, además cuenta con

ventanales ambos lados del aula.

Fig. 9 Salón 1 piso 1

Fig 13.Salón 1 piso 1


Salón 2 piso 2

Cuenta con piso de baldosa, sillas académicas en madera, lockers en aluminio, tableros en acrílico

y ventanas en ambos lados.

Salón 3 piso 3.

Cuenta con piso de baldosa, sillas académicas en madera, Lakers en aluminio, tableros en acrílico

y ventanas en ambos lados.

Fig 14. Salón 2 piso 2

Fig. 10 salón 2 piso 2


C. Planimetría de salones de clase

Los planos y medidas se encuentran en el anexo.

1) Simulación de recintos en acústica geométrica

Cada uno de las aulas de clases se modelo en CATT ACOUSTIC, con los materiales y superficies descritas

en la planimetría, los salones presentan materiales prácticamente idénticos

Los coeficientes de absorción se describen en la siguiente tabla

TABLA VI. COEFICIENTES DE ABSORCIÓN

MATERIAL 125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz

Hormigón pintado 0.1 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08

Baldosa lisa sobre concreto 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02

Vidrio ordinario (Ventana) 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02

Madera Barnizada (escritorio) 0.15 0.11 0.1 0.07 0.06 0.07

Policarbonato (Tablero) 1"1/2 0.01 0.01 0.01 0.2 0.3 0.2

Fig 15. Salón 3 piso 3

Fig. 11 Salón 3 piso 3


Persona de pie (CARRION) 0.12 0.24 0.59 0.98 1.13 1.12

Puerta de metal acero calibre 14 0.15 0.01 0.06 0.08 0.1 0.05

Cielo Falso madera barnizada 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02

Tomado de Barrón: Industrial Mouse control and Acoustics

TABLA VII. RT MID

RT MID

T30 SALON 1 1,85

T30 SALON 2 1,76

T30 SALON 3 1,75

T30 SALON 4 1,98

T30 SALON 8 1,11

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Tiem

po

(S)

FRECUENCIA (Hz)

T30 SIMULADO DE LOS SALONES

T30 SALON 1 T30 SALON 2 T30 SALON 3

T30 SALON 4 T30 SALON 8

Fig 16.T3O Simulados


TABLA VIII. STI SALONES SIMULADOS

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 Promedio

ST S1 0.34 0.33 0.35 0.35 0.40 0.48 0.38

STI S2 0.36 0.40 0.37 0.46 0.45 0.37 0.40

STI S3 0.38 0.39 0.37 0.34 0.36 0.39 0.37

STI S4 0.45 0.44 0.56 0.54 0.35 0.39 0.46

STI S8 0.52 0.49 0.62 0.58 0.42 0.38 0.50

Fig. 13 STI simulado

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

125 250 500 1000 2000 4000

%

Frecuencia (Hz)

STI SIMULADO

ST S1 STI S2 STI S3 STI S4 STI S8

Fig. 17. STI simulado


D. Metodología de mediciones.

1) Medición ruido de fondo.

Se aplica el estándar ISO 1996-1 que define las magnitudes básicas que se deben utilizar para la

descripción del ruido en ambientes comunitarios y los procedimientos básicos de evaluación.

Se siguió esta normativa para determinar el ruido de fondo en cada una de las aulas de la institución

a evaluar.

Se realizaron mediciones en 3 puntos de cada sala evaluada.

En cada punto se ubicó el sonómetro a una distancia mínima de 1,20 metros del piso y 1,8

metros de las paredes de las salas.

En cada punto se midió durante 5 minutos continuos, con un tiempo de integración de un

minuto.

Se verificó la calibración del sonómetro al iniciar y finalizar la medición.

2) Medición tiempo de reverberación.

Se aplica el estándar ISO 3382-2, según lo especificado por el estándar en la medición del tiempo

de reverberación en salas comunes, se realizará el procedimiento de medición, con el equipamiento

Fig. 18. Ubicación del Sonómetro dentro del aula de clase


necesario, el número requerido de posiciones de medición, y el método para la evaluación de los

datos y la presentación del informe de prueba.

Se realizaron las medidas experimentales analizando los resultados en Aurora y comparándolos

con los valores calculados y simulados.

Se toma como posición de fuente la ubicación típica del docente.

Se utilizan tres posiciones de micrófono en la zona típica de audiencia.

Se genera un tono sine sweep (barrido sinusoidal) con la fuente y se captura con el micrófono

de medición.

Se procesa la señal capturada con el fin de hallar la curva de decaimiento energético (EDC).

3) Mediciones inteligibilidad (STI).

El estándar IEC 60268-16 determina los siguientes pasos para realizar la medición.

Colocar la fuente (Simulador de boca o altavoz de ensayo adecuado) en el eje apropiado

del micrófono, a la distancia normal de locución.

Fijar el nivel de ensayo en el micrófono a un nivel igual al del habla en condiciones

normales de funcionamiento. Es conveniente usar ponderación A para el ajuste y un nivel

de 68 (dB)

Fig 19. Tiempo de Reverberación

Fig. 15. Medición tiempo de reverberación.


Verificar que el espectro de la señal sea correcto y que no presente una desviación superior

+/- 1 (dB) para el margen de 88 Hz a 11.3 KHz.

Poner en marcha la secuencia de ensayo STI

Se Analizan 6 posiciones de recetor desde la posición de los alumnos y 2 para la posición del

docente [34].

E. Metodología Para la descripción de los componentes cognitivos de atención visual y fluidez

gráfica

Estudiantes.

Con los estudiantes se utilizarán dos pruebas de la batería de Evaluación Neuropsicológica Infantil

(ENI). Desarrollada en español y con validación para Colombia. Será aplicada de manera grupal a

los estudiantes, por personal idóneo para el uso de pruebas psicológicas. Los componentes a evaluar

con las pruebas son:

Atención visual

Mide la capacidad de seleccionar un estímulo relevante y mantenerse en la tarea, con dos

actividades específicas:

Cancelación de dibujos. Incluye una página con una serie de dibujos de conejos grandes y

pequeños. El niño debe tachar con un lápiz los conejos grandes, lo más rápido posible,

dentro de un tiempo límite de un minuto. Se da un punto por cada conejo correctamente

tachado y se sustrae un punto por cada conejo pequeño señalado. La puntuación máxima

La puntuación máxima es 44.

Cancelación de letra. Incluye una página con 82 letras distribuidas en varios renglones. El

niño debe tachar con un lápiz la letra X, únicamente cuando ésta está precedida por la letra

A. El tiempo límite es un minuto. Se da un punto por cada letra X correctamente tachada y

se sustrae un punto por cada letra incorrectamente tachada. La puntuación máxima es 82.

1) Fluidez gráfica


Evalúa las capacidades cognitivas esenciales para llevar a cabo una conducta eficaz,

creativa y aceptada socialmente.

Las actividades son dos:

Fluidez gráfica semántica, se entrega una matriz de 5 × 7 cuadros de 2,5 cm por lado cada

uno, el niño debe dibujar el mayor número posible de Figuras con significado durante tres

minutos. Se da un punto por cada Figura correcta. La puntuación total es el número de

Figuras correctamente dibujadas.

Fluidez gráfica no semántica se entrega una matriz de 5 × 7 cuadros de 2,5 cm por lado

cada uno, donde cada cuadrado tiene en sus esquinas un punto negro y en el centro un punto

blanco, el niño debe dibujar el mayor número posible de Figuras geométricas diferentes,

uniendo con cuatro líneas los puntos y tocando al menos una vez el punto blanco. Se da un

punto por cada Figura correcta. La puntuación total es el número de Figuras correctamente

dibujadas. La puntuación máxima es 35.

Con el fin de controlar variables extrañas que puedan interferir con los resultados de esta

evaluación se tendrán en cuenta los siguientes criterios con el fin de excluir de la muestra

Los estudiantes que según los criterios de los docentes puedan tener historia de fracaso escolar,

retardo mental, trastornos de aprendizaje, problemas neurológicos o psiquiátricos.


VII. RESULTADOS

A. Ruido de fondo

Se realizaron mediciones de ruido de fondo con el fin de evaluar este parámetro y en segundo lugar tener

un valor de referencia para fijar un nivel adecuado para la señal de prueba en la medición de tiempo de

reverberación. Las mediciones se realizaron en bandas de octava de acuerdo a lo descrito en el informe

técnico de medición (anexo). Además, se registró nivel equivalente de todo el espectro y se obtuvo su

correspondiente valor NC. Los valores encontrados fueron comparados con los valores óptimos para el ruido

de fondo propuestas en los estándares y normativas.

En la siguiente tabla se presentan los niveles de ruido de fondo equivalente en ponderación A, en la Figura

19 su respectiva gráfica.

TABLA IX. NIVEL EQUIVALENTE EN PONDERACIÓN A

Frecuencia (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Le q dBA Salon 1 71.25 65.5 56.64 52.68 44.73 42.48 37.44 34.75

Le q dBA Salon 2 63.2 47.8 39.6 40.7 51.9 46.8 37.1 22.2

Le q dBA Salon 3 57.4 59.6 64.9 68.4 63 59.2 51.1 39.89

Le q dBA Salon 4 51.4 50.2 44.7 44.2 42.7 39.5 42.2 25.5

Le q dBA Salon 8 64.1 49.2 47 45.4 43.5 40.7 32.2 22.2


B. Tiempo de reverberación T30

Luego de realizadas las mediciones se procedió a evaluar los valores resultantes bandas de octava. en las

siguientes tablas se presentan los valores de RT mid, y en la Figura se presentan los resultados por bandas

de octava.

TABLA X. T30 VALORES MEDIDOS

Frecuencia(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 8000

T30 SALON 1 (s) 1.3 1.51 1.96 1.91 1.74 1.49 1.03

T30 SALON 2 (s) 1.11 1.56 1.59 1.84 1.45 1.42 1.21

T30 SALON 3 (s) 1.47 1.52 1.57 1.99 1.62 1.46 1.24

T30 SALON 4 (s) 1.68 1.15 1.52 1.43 1.52 1.86 1.66

T30 SALON 8 (s) 1.4 2.3 2.0 1.2 1.4 1.8 1.6

Fig 20. Nivel equivalente en ponderación A

Fig. 16 Nivel equivalente en ponderación A

0

10

20

30

40

50

60

70

80

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

dB

(A)

Frecuencia(Hz)

Le q dBA

Le q dBA Salon 1 Le q dBA Salon 2 Le q dBA Salon 3

Le q dBA Salon 4 Le q dBA Salon 8


TABLA XI. RT MID VALORES MEDIDOS

C. STI

Con el fin de determinar el grado de inteligibilidad de la palabra se realizaron mediciones del parámetro STI

en la siguiente tabla se presentan los valores por bandas de octava.

RT MID

T30 SALON 1 1.94

T30 SALON 2 1.71

T30 SALON 3 1.78

T30 SALON 4 1.47

T30 SALON 8 1.58

Fig 21. T30 Medido

Fig. 17 T30 Medido

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Tie

mp

o (

s)

Frecuencia (Hz)

T 30

T30 SALON 1 T30 SALON 2 T30 SALON 3 T30 SALON 4 T30 SALON 8


TABLA XII. STI POSICIÓN DOCENTE

TABLA XIII. STI POSICIÓN ALUMNOS

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000 STI PROMEDIO

ST Docente S1 0.40 0.39 0.41 0.45 0.41 0.31 0.43 0.40

STI Docente S2 0.39 0.38 0.39 0.44 0.42 0.30 0.42 0.392

STI Docente S3 0.35 0.37 0.33 0.32 0.31 0.35 0.35 0.34

STI Docente S4 0.42 0.42 0.54 0.53 0.31 0.30 0.49 0.43

STI Docente S8 0.49 0.46 0.58 0.55 0.35 0.29 0.45 0.45

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000 STI PROMEDIO

STI Alumno S1 0.32 0.38 0.41 0.39 0.36 0.32 0.39 0.37

STI Alumno S2 0.39 0.38 0.42 0.44 0.35 0.29 0.41 0.38

STI Alumnos S3 0.35 0.32 0.32 0.35 0.26 0.29 0.27 0.31

STI Alumnos S4 0.33 0.34 0.37 0.42 0.44 0.25 0.43 0.37

STI Alumnos S8 0.39 0.37 0.39 0.46 0.47 0.28 0.47 0.40

Fig 22. STI posición docente

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

125 250 500 1000 2000 4000 8000

%

Frecuencia (Hz}

STI DOCENTE

ST Docente S1 STI Docente S2 STI Docente S3

STI Docente S4 STI Docente S8


D. Distancia critica.

Tomando como referencia el tiempo de reverberación medido los coeficientes de absorción de la sala y un

factor de directividad igual a 2 de la bibliografía de Carrión que es el tomado para la cabeza humana en

dirección frontal, se calcula la distancia critica por bandas de octava, representado en la siguiente tabla.

TABLA XIV. DISTANCIA CRITICA.

FRECUENCIA 125 250 500 1000 2000 4000

DC SALON 4 (m) 0.85 0.85 0.85 0.85 0.90 1.05

DC SALON 8 (m) 0.70 0.90 0.85 0.80 0.85 1.00

DC SALON 1 (m) 0.90 0.85 0.75 0.85 0.90 1.05

DC SALON 2 (m) 1.05 0.85 0.90 0.90 1.00 1.15

DC SALON 3 (m) 0.85 0.85 0.85 0.80 0.95 1.10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

125 250 500 1000 2000 4000 8000

%

Frecuencia (Hz)

STI POSICIÓN ALUMNOS

STI Alumno S1 STI Alumno S2 STI Alumnos S3

STI Alumnos S4 STI Alumnos S8

Fig 23. STI Posición alumnos


E. Evaluación de ruido en el interior.

El día que se realizan las pruebas subjetivas se realiza una captura de ruido mientras se desarrollan

las prueba y se obtienen los niveles equivalentes del aula del primer piso es de 55.4 dBA mientras

que para el tercer piso fue de 60.5 dBA en la Figura 23 y 24 se observan los gráficos de la respectiva

medida por banda de octava.

Fig. 19 Distancia critica

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

125 250 500 1000 2000 4000

Dis

tan

cia

(m)

Frecuencia (Hz)

DISTANCIA CRITICA

DC SALON 4 DC SALON 8 DC SALON 1 DC SALON 2 DC SALON 3

Fig 24. Distancia critica


Fig. 20 Ruido en interior salón piso 1

50,655,1

67,6 67,672,4 72

68,4

61,7

48,9

41

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

Niv

el e

qu

ival

ente

(d

BA

)

Frecuencia (Hz)

Ruido en Interior salon piso 1

50,655,1

67,6 67,672,4 72

68,461,7

48,9

41

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

Niv

el e

qu

ival

ente

(d

BA

)

Frecuencia (Hz)

Ruido en interior salon piso 3

Fig 25. Ruido en interior salón piso 1

Fig 26. Ruido en el interior salón piso 3


F. Pruebas subjetivas.

Las pruebas se realizan sobre 2 grupos de los salones caracterizados evaluando atención y memoria,

con las tablas de evaluación se calcula la media, la mediana, la moda, la desviación estándar, y

coeficiente de variación para de esta manera tener una evaluación cuantitativa.

TABLA XV. ESTADÍSTICA PRUEBAS SUBJETIVAS.


14,81%

18,52%

22,22%

25,93%

11,11%

3,70% 3,70%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

4 8 12 16 20 24 28

0 4 8 12 16 20 24

Memoria Grupo 1

14,81%

25,93%

18,52% 18,52%

11,11%

3,70%

7,41%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

17 21 25 29 33 37 41

13 17 21 25 29 33 37

Atención Grupo 1

Fig 27. Memoria Grupo 1

Fig 28. Memoria Atención Grupo1


18,18%

36,36%

22,73%

9,09%

13,64%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

5 9 13 17 21

1 5 9 13 17

Memoria Grupo 2

18,18%

22,73% 22,73%

13,64% 13,64%

9,09%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

15 21 27 33 39 45

9 15 21 27 33 39

Atención Grupo 2

Fig 29. Memoria Grupo 2

Fig 30. Atención Grupo 2


51,85%

48,15%

Atención Grupo 1

Menor Media Mayor Media

50,00%50,00%

Atención Grupo 2

Menor Media Mayor Media




VIII. DISCUSIÓN

Según la NTC las condiciones acústicas de las aulas de clase que corresponden al tipo de ambiente

A, es decir, lugares donde es posible el trabajo individual o en grupos con hasta 50 personas, estas

deberían cumplir con un nivel de ruido máximo de 40 a 45dBA, dentro de las aulas de la sede de

primaria se encuentran dentro del límite permitido, para el caso de las aulas de bachillerato los

valores superan el límite permitido hasta en 10 dB. Para los estándares internacionales ANSI, OMS

los valores recomendados deben de ser de 35 dBA superándolos desde 10 dBA los salones con

menos ruido de fondo y hasta 20 dB los de mayor. Para el caso de las curvas NC (ver anexo) los

valores recomendados para un salón de clases esta entre la curva 35 y 40; Las curvas del salón 4

varían entre las curvas NC 40 y 55 para el salón 8 está entre la NC 35y 40, los salones 1 2 y 3 están

lejos de ajustarse a las curvas NC. Las mediciones fueron realizadas con las aulas desocupadas y

la puerta cerrada, en los salones 4 y 8 la escuela tenía niños presentes en el patio y placa

polideportiva a una distancia considerable de los mismos, en el caso del salón 1 2 y 3 el colegio

estaba desocupado, en el momento de medir el aula del piso 3, se encontraba una fuente en el barrio,

a una distancia considerada. Se debe tener en cuenta que estos niveles incrementarían

notablemente, en el momento de una clase y con el colegio en actividades normales, aumento del

tráfico vehicular o el continuo flujo de estudiantes y docentes en los pasillos adyacentes y las

fuentes de ruido procedentes de los barrios vecinos. Los salones de la sede bachillerato presentan

un mayor ruido de fondo esto se puede deber a un mayor volumen en los salones y que las ventanas

o ductos de ventilación están totalmente expuestos al exterior Se puede deducir que respecto al

ruido de fondo la situación es delicada en 4 de las 5 aulas en relación a una correcta transmisión

del mensaje oral.

Según Liebl el nivel de ruido de fondo alto (aproximadamente 40 dBA) sin importar la

inteligibilidad tiene consecuencias en la memoria a corto plazo y la capacidad de razonamiento lo

que es crítico para los 5 salones de sol de oriente ya que todas presentan un nivel de ruido de fondo

superior al mencionado y aun teniendo en cuenta los estudios realizados por Folkman donde habla

de consecuencias fisiológicas, cognitivas y emocionales que se manifiestan a corto o largo plazo,

analizando el ruido de baja frecuencia se nota que es más alto en las bandas de 63 y 125 Hz que

para las otras bandas, esto se puede deber a que debido a la altura de la institución y las ventanas


abiertas, hay mayor influencia del viento, también puede atribuirse a posibles fuentes de agua.

Como arroyos que hacen continua presencia en el ruido de fondo, de igual manera se debe tener en

cuenta según Malgorzata que los niveles moderados de ruido de baja frecuencia pueden afectar

concentración, el rendimiento mental y la capacidad de trabajo.

Referente al tiempo de reverberación los salones en su totalidad presentan un RT MID superiores

a los valores de referencia (ANSI : 0.7S NTC: 0.8 a 1S) por más de 1 segundo, en la sede de

primaria respectivamente el tiempo de reverberación es menor, esto puede deberse a que los

volúmenes de los salones son más pequeños y presentan un cielo falso en dúplex, aunque referente

a la sede bachillerato debe considerarse las ventanas con superficies de 2.9 metros cuadrados como

absorbente ideal, ambas sedes presentan superficies reflectantes como son la baldosa concreto y

puertas en acero. Se puede decir que respeto al tiempo de reverberación los valores están lejos de

regirse a los estándares por lo que puede afectar la comunicación entre docente y alumnos,

especialmente por sus efectos en la inteligibilidad de la palabra que dificulta el escuchar y

comprender.

En términos de la calidad de transmisión de la palabra, los valores de la ISO 9921 califican las

aulas como deficientes dando como resultado un escaso nivel de inteligibilidad de la palabra. De

los factores de los cuales depende la inteligibilidad de la palabra es el tiempo de reverberación y el

ruido de fondo el cual como se explicó anteriormente supera los valores del estándar. El valor para

la audiencia de los estudiantes presenta mayor deficiencia esto se puede deber a que los salones

presentan largos de 5 a 7 metros y la distancia critica obtenida de 0.85 a 1.10 metros deja en campo

reverberante de 4 a 6 metros lo que puedo inferir directamente en la correcta comprensión del

habla.

Según Resello La relación señal-ruido (la diferencia entre la voz del maestro y el ruido de fondo)

debe ser de al menos 15 dB en las orejas del alumno, teniendo en cuenta que la voz medida a un

metro de distancia de un orador [42], a niveles promedio de conversación, es de aproximadamente

60dB los valores medidos para las aulas de bachillerato no cumplen con esta diferencia ya que su

relación es de 5 a 8 dB lo que puede influir significativamente, en los valores del STI.


Las aulas evaluadas presentan condiciones acústicas no adecuadas como son un nivel ruido de

fondo y un tiempo alto de reverberación alto, pensar en una posible mitigación de los mismo, abriría

un análisis en conjunto con arquitectura, considerando la luminosidad, desde el punto de vista de

las ventanas expuestas al ruido exterior.

El día de la prueba los estudiantes se encontraban dispersos, pues hubo un cambio de horario para

la realización de la misma, además de factores como el cambio de clima repentino, puede afectar

directamente la evaluación, se debe tener en cuenta que al ser una prueba piloto no se dispone de

una muestra lo suficientemente amplia para realizar un análisis cualitativo.

El resultado de las pruebas de atención y memoria no solo dependen del entorno acústico, por ende

sería muy importante tener un análisis de cada una de las condiciones bioclimáticas y factores

psicológicos que pueden intervenir en las pruebas, para de esta manera poder sacar conclusiones y

proponer futras intervenciones sobre lo espacios evaluados ,al ser una prueba piloto se determinó

por parte de psicología, evaluar como presentar la prueba a los estudiante sin que estos se

predispongan a la misma y tener una evaluación más detallada del historial clínico de cada

estudiante.

Los datos encontrados muestran que ambos grupos se encuentra parcializados con base a la media,

en el análisis de los test y hallando el coeficiente de variación se determina que en la prueba de

atención, el grupo 1 tiene menor variación relativa que el grupo 2, y, en los resultados de memoria,

tiene mayor variación relativa el grupo 1 que el grupo 2, de esta manera y según ENI [21] el grupo

presenta circunstancias cognitivas irregulares.


IX. CONCLUSIONES

Mediante la caracterización acústica de aulas de la institución educativa sol de oriente del

municipio de Medellín, se determina que estas no cumplen con la política pública según la NTC

9545, ni tampoco con las normativas internacionales ANSI por lo que no son óptimas para una

correcta transmisión del mensaje oral ya que unos ambientes acústicos no apropiados pueden

afectar de manera perjudicial no sólo la percepción del habla, sino también el rendimiento

psicoeducativo.

Los valores simulados en comparación con los medidos dan valores muy aproximados lo que

permite hacer uso de la acústica geométrica (CATT), como una herramienta idónea en el momento

de caracterizar acústicamente recintos.

En las 2 pruebas analizadas, se logra ver en los resultados cierta simetría a partir de la media,

determinando un cincuenta por ciento de la población con posibles dificultades en la memoria y

atención.


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[40] Organización Internacional de Normalización [OMS], Acoustics – Measurement of room

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[41] Institución educativa sol de oriente, «Institución Educativa Sol de Oriente: reseña histórica,»

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[42] C. C, Classroom Acoustics for Children With Normal Hearing, Florida: Hearing Impairmen,

2012.

[43] L. E. Kinsler, Funfamental of acoustics, New York: Jhon willey sons, 200.

ANEXOS

INFORME TÉCNICO

EVALUACIÓN DE PARÁMETROS ACÚSTICOS EN INSTITUCIÓN EDUCATIVA SOL DE

ORIENTE SEBE BEATO DOMINGO

Introducción.

Nombre de la Institución : Institución educativa Sol de oriente sede Beato

Dirección : Medellín, Antioquia

Fecha Visita : sábado 11 de marzo

Hora Inicio : 9:15 am

Hora Finalización : 12:35 pm

Propósito de la medición : Evaluar parámetros acústicos de ruido de fondo y tiempo de

reverberación en instituciones educativas.

Norma de referencia : Norma NTC 4595

Criterio de curvas NC

Guías para el ruido urbano (OMS)2

Norma ISO 3382-2:2008

Norma ISO 60268-16

ANSI S12.60-2002

Resumen de las mediciones

Se realizaron mediciones de ruido de fondo tiempo de reverberación Y STI los salones 4 y 8 de la

institución educativa sol de oriente sede Beato, con el fin de evaluar su desempeño desde el punto

de vista acústico. Durante las mediciones hubo presencia de niños en el patio jugando, además del

personal del servicio lavando los corredores con agua expulsada por manguera.

Las salas en donde se efectuaron las mediciones se encontraban desocupadas. Para el ruido de

fondo se utilizan criterios de evaluación de la Organización Mundial de la Salud, la norma NTC

4595 y las Curvas NC basados en el estándar ISO 1996-1(International Organización for

standardization). El tiempo de reverberación se evalúa con los valores recomendados por la norma

NTC 4595 y las normativas ANSI(American National Standards Institute), para la medición de


reverberación se utilizó la norma ISO 3382-2, el cual orienta , para utilizar el método ingeniero y

el método de ruido impulsivo, los valores fueron comparados con la Normativa ANSI.

Mediciones.

A continuación, se indican los procedimientos y la instrumentación utilizada para las mediciones

de ruido de fondo y tiempo de reverberación.

Mediciones de ruido de fondo

. Equipos de medida

Sonómetro Integrador promediador Clase 1

Marca : 01 dB

Modelo : SOLO SLM

Ajuste

sensibilidad

: 114dB a 1kHz

Factor de

calibración

: 0.0dB al inicio de la medición

Fig 32. Ubicación satelital


: 0.0dB al final de la medición

Verificación de calibración.

Se realizó mediante un pistó fono para asegurar el correcto funcionamiento del sonómetro.

Cumpliendo con los requisitos específicos para sonómetros clase 1 de la norma IEC 60941:2003.

Procedimiento de la medición

Se realizaron mediciones en 3 puntos de cada sala evaluada.

En cada punto se ubicó el sonómetro a una distancia mínima de 1,20 metros del piso y 1,8 metros

de las paredes de las salas.

En cada punto se midió durante 5 minutos continuos, con un tiempo de integración de un minuto.

Se verificó la calibración del sonómetro al iniciar y finalizar la medición.

Mediciones de tiempo de reverberación

Equipos de medida

Fuente Sonora (EON)

Marca : JBL

Modelo : 12

Micrófono de medición

Marca : dBx

Modelo : RTA-m

Interfaz de audio

Marca : M Audio

Modelo : Fast track pro

Software de captura y análisis

DAW : Audacity 2.0.0

Fig 33. Sonómetro 01 dB


Análisis : Aurora 4.3

Procedimiento de la medición

Las mediciones se hacen conforme a los parámetros establecidos por la norma ISO 3382-2 para

medir tiempo de reverberación en recintos ordinarios3.

Se toma como posición de fuente la ubicación típica del docente.

Se utilizan tres posiciones de micrófono en la zona típica de audiencia.

Se genera un tono sine sweep (barrido sinusoidal) con la fuente y se captura con el micrófono de

medición.

Se procesa la señal capturada con el fin de hallar la curva de decaimiento energético (EDC).

Mediciones inteligibilidad (STI).

Conocido en el "método indirecto", se supone que el canal es lineal y requiere la sincronización

estricta de la fuente de sonido al instrumento de medición. El principal beneficio del método

indirecto sobre el método directo (basado en señales de prueba modulada) es que la matriz MTF

completo se mide, cubriendo todas las frecuencias de modulación correspondientes en todas las

bandas de octava.

Sin embargo, el requisito de que el canal debe ser lineal implica que el método indirecto no se

puede utilizar de manera fiable en muchas aplicaciones de la vida real: siempre que los

componentes de características de la cadena de transmisión que podrían mostrar un

comportamiento no lineal (tales como altavoces), mediciones indirectas pueden producir resultados

incorrectos. También, dependiendo del tipo de medición de respuesta de impulso que se utiliza, la

influencia del ruido de fondo presente durante las mediciones puede no ser tratado

correctamente. Esto significa que el método indirecto sólo se debe utilizar con gran cuidado

El estándar ISO 60268-16 determina los siguientes pasos para realizar la medición.

Colocar la fuente (Simulador de boca o altavoz de ensayo adecuado) en el eje apropiado del

micrófono, a la distancia normal de locución.

Fijar el nivel de ensayo en el micrófono a un nivel igual al del habla en condiciones normales de

funcionamiento. Es conveniente usar ponderación A para el ajuste y un nivel de 68 (dB)

Verificar que el espectro de la señal sea correcto y que no presente una desviación superior +/- 1

(dB) para el margen de 88 Hz a 11.3 KHz .

Poner en marcha la secuencia de ensayo STI

Se Analizan 6 posiciones de recetor desde la posición de los alumnos y 2 para la posición del

docente


Resultados

A continuación, se presentan los resultados de las mediciones de ruido de fondo y tiempo de

reverberación

Ruido de fondo

En la Tabla 16 se muestran los valores medidos de ruido de fondo utilizando LAeq (Nivel Continuo

Equivalente Ponderado A) y la curva NC recomendada

Tabla XVI Resultados de mediciones ruido de fondo

Salón LAeq

[dB(A)]

Valor

recomendado[dB(A)]

Curva NC

Recomendada Principal fuente de ruido

4 45.59 35 35-40 Niños jugando afuera del salón

8 44.25 35 35-40 Personal de aseo

A continuación, en la Figura 27 se muestra el Nivel Continuo Equivalente comparado con las

curvas NC.


Tiempo de reverberación

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

62,5 125 250 500 1000 2000 4000 8000

SP

L (

dB

)

Frecuencia (Hz)

Criterio de ruido NC (dB)

NC-55

NC-50

NC-45

NC-40

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

62,5 125 250 500 1000 2000 4000 8000

SPL

(dB

)

Frecuencia (Hz)

Criterio de ruido NC (dB)

Fig 34 Criterio de ruido NC (dB) Salón 4

Fig 35 Criterio de ruido NC (dB) Salón 8


El tiempo de reverberación hallado para cada sala evaluada se muestra en la tabla 7 y tabla 8 en la

cual se observa el tiempo de y también se muestra la desviación estándar de las mediciones (σ)

realizadas.

Tabla XVII Tiempo de reverberación registrado para salón 4 T 20

RT MID 1.84933333

Tabla XVIII Tiempo de reverberación registrado para salón 4 T 30

RT MID 1.68958333

Tabla XIX Tiempo de reverberación registrado para salón 8 T 30

RT MID 1.7395

Tabla XX Tiempo de reverberación registrado para salón 8 T 20

RT MID 1.62191667

Frq.band [Hz] 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

T20 Promedio 0.7 1.6 1.3 1.4 1.6 2.1 1.8 1.8 1.5 0.8

σ [s] 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01

Frq.band [Hz] 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

T30 Promedio 1.68 1.15 1.52 1.43 1.52 1.86 1.66 1.54 1.22 0.64

σ [s] 0.36560314 0.3023537 0.34754816 0.3369514 0.3472428 0.38506974 0.36382156 0.34988679 0.31129985 0.22568454

Frq.band [Hz] 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

T20 [s] Promedio 1.93 2.0035 1.7745 1.1465 1.43466667 2.04433333 1.68066667 1.67633333 0.937 2.4785

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.02

Frq.band [Hz] 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k

T30 [s] Promedio 1.4 2.2955 1.97816667 1.18783333 1.39483333 1.849 1.59183333 1.4415 0.9175

σ [s] 0.33374848 0.42736005 0.39672239 0.30742064 0.33313206 0.38355154 0.3558804 0.33865898 0.27018318


Índice de transmisión del habla (STI)

Tabla XXI STI Posición Alumnos y docente Salón 4 y 8

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000 STI PROMEDIO

STI Promedio Audiencia S4 0.33 0.34 0.37 0.42 0.44 0.25 0.43 0.37

STI Promedio Docente S4 0.42 0.42 0.54 0.53 0.31 0.30 0.49 0.43

STI Promedio Audiencia S8 0.39 0.37 0.39 0.46 0.47 0.28 0.47 0.40

STI Promedio Docente S8 0.49 0.46 0.58 0.55 0.35 0.29 0.45 0.45

0,0

1,0

2,0

3,0

31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k

Tie

mp

o (

s)

Frecuencia (Hz)

T 20 y T30 salon 4 y 8

T20 Promedio Salon 4 T30 Promedio Salon 4

T20 Promedio Salon 8 T30 [s] Promedio Salon 8

Fig 36. T 20 T 30 Salón 4 y 8


Registro fotográfico de las mediciones

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

STI

Frecuencia (Hz)

STI SALONES 4 Y 8

STI Promedio Audiencia S4 STI Promedio Docente S4

STI Promedio Audiencia S8 STI Promedio Docente S8

Fig 37. STI SALONES 4 Y 8

Fig 38. Verificación de calibración del sonómetro al inicio (Izquierda) y al final (Derecha) de la medición


Fig 39. Calibración mediante ruido rosa.

Fig 40. Cabeza midiendo


ANEXO 2

INFORME TÉCNICO

EVALUACIÓN DE PARÁMETROS ACÚSTICOS EN INSTITUCIÓN EDUCATIVA SOL DE

ORIENTE SEBE BACHILLERATO

Introducción

Nombre de la Institución : Institución educativa Sol de oriente

Dirección : Medellín, Antioquia

Fecha Visita : sábado 1 de abril

Hora Inicio : 9:15 am

Hora Finalización : 3:35 pm

Propósito de la medición : Evaluar parámetros acústicos de ruido de fondo, tiempo de

reverberación y STI en instituciones educativas.

Norma de referencia : Norma NTC 4595

Criterio de curvas NC

Guías para el ruido urbano (OMS)4

Norma ISO 3382-2:2008

Norma ISO 60268-16

ANSI S12.60-2002

Resumen de las mediciones

Se realizaron mediciones de ruido de fondo tiempo de reverberación Y STI en 3 salones del colegio

(uno por piso) de la institución educativa sol de oriente sede Beato, con el fin de evaluar su

desempeño desde el punto de vista acústico. Durante las mediciones hubo tranquilidad, ya que la

institución se encontraba sin alumnos ni docentes.

Las salas en donde se efectuaron las mediciones se encontraban desocupadas. Para el ruido de

fondo se utilizan criterios de evaluación de la Organización Mundial de la Salud, la norma NTC

4595 y las Curvas NC basados en el estándar ISO 1996-1(International Organización for

standardization). El tiempo de reverberación se evalúa con los valores recomendados por la norma

NTC 4595 y las normativas ANSI(American National Standards Institute), para la medición de

reverberación se utilizó la norma ISO 3382-2, el cual orienta ,para utilizar el método ingeniero y

el método de ruido impulsivo, los valores fueron comparados con la Normativa ANSI. Para el

índice de transmisión del habla se usaron los pasos de la ISO 60268-16


Fig. 41. Toma satelital

Resultados

A continuación, se presentan los resultados de las mediciones de ruido de fondo, tiempo de

reverberación y STI.

Ruido de fondo

En la Tabla 32 se muestran los valores medidos de ruido de fondo utilizando LAeq (Nivel Continuo

Equivalente Ponderado A) y la curva NC recomendada. Tabla XXII Resultados de mediciones ruido de fondo sede bachillerato.

Salón LAeq

[dB(A)]

Valor

recomendado[dB(A)]

Curva NC

Recomendada Principal fuente de ruido

1 50.2 35

35-40 Fuente externa en el barrio con

música

2 53.8 35


música

3 55.5 35


música

A continuación, en la Figura 5 6 y 7 se muestra el Nivel Continuo Equivalente comparado con las

curvas NC de los salones medidos


0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000Niv

el d

e p

resi

ón

so

no

ra d

B

Frecuencia (Hz)

Salon 1

Equivalente

NC60

NC55

NC50

NC45

NC40

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Niv

el d

e p

resi

ón

so

no

ra d

B

Frecuencia (Hz)

Salon 2

Equivalente

NC60

NC55

NC50

NC45

NC40

Fig 42.Curvas NC comparadas salón 2 piso 1

Fig 43. Ruido de fondo salón piso 2 comparado con las curvas NC.


El tiempo de reverberación hallado para cada sala evaluada se muestra en la tabla 7 8 Y 9 en la

cual se observa el T20 Y T30 y también se muestra la desviación estándar de las mediciones (σ)

realizadas. Tabla XXIII Tiempo de reverberación registrado para salón piso 1

Tabla XXIV Tiempo de reverberación registrado para salón piso 2

FRECUENCIA 125 250 500 1k 2k 4k 8k

T20 1.6 1.6 1.8 2.5 1.9 1.7 1.9

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

T30 1.31 1.51 1.96 1.91 1.74 1.49 1.03

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

RT MID T20 2.1 RT MID T30 1.94

Frq.band [Hz] 125 250 500 1k 2k 4k 8k

T20 1.03 1.50 1.86 2.18 1.67 1.64 1.57

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

T3O 1.11 1.56 1.59 1.84 1.45 1.42 1.21

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

RT MID T30 1.715 RT MID T20 2.024

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Niv

el d

e p

resi

ón

so

no

ra d

B

Frecuencia (Hz)Salon 3

Equivalente

NC60

NC55

NC50

NC45

NC40

NC35

Fig 44. Ruido de fondo salón piso 3 comparado con las curvas NC.


Tabla XXV Tiempo de reverberación registrado para salón piso 3

Frecuencia (Hz) 125 250 500 1k 2k 4k 8k

T20 1.5 1.6 1.7 2.4 1.7 1.7 1.6

σ [s] 0.004 0.004 0.004 0.005 0.004 0.004 0.004

T30 1.47 1.52 1.57 1.99 1.62 1.46 1.24

σ [s] 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

RT MID T20 2.032916667 RT MID T30 1.77975

Fig 45. T20 Y T30 PISO 1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

125 250 500 1k 2k 4k 8k

Tiem

po

(s)

Frecuencia (Hz)

T20 Y T30 SALON PISO 1

T20 T30


0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

125 250 500 1k 2k 4k 8k

Tie

mp

o(S

)

Frecuencia (Hz)


T20 T3O

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

125 250 500 1k 2k 4k 8k

Tem

po

(s)

Frecuencia (Hz)


T20 T30

Fig 47. T20 y T30 salón piso 2

Fig 46. T20 Y T30 SALON PISO 3


Índice de transmisión del habla (STI)

El STI desde la posición alumno y docente hallado en cada sala se presenta en las tablas 10 11 y

12 y su representación gráfica en las siguientes Figuras.

Tabla XXVI STI salón piso 1

Tabla XXVII STI salón piso 2

Tabla XXVIII STI salón piso 3

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000

STI Alumnos 0.350 0.323 0.322 0.345 0.256 0.291 0.267

STI Docente 0.346 0.367 0.3275 0.323 0.305 0.3495 0.35

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000

STI Alumnos 0.306 0.233 0.196 0.220 0.167 0.197 0.160

STI Docente 0.285 0.2545 0.201 0.2165 0.16 0.1965 0.1775

F [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000

STI Alumnos 0.314 0.298 0.222 0.245 0.155 0.191 0.167

STI Docente 0.246 0.267 0.2175 0.213 0.1805 0.1995 0.1645

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

%

Frecuencia (Hz)

STI PISO 1

STI Alumnos STI Docente

Fig 48. STI PISO 1


Registro fotográfico de las mediciones

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

%

Frecuencia (Hz)

STI PISO 2


0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

%

Frecuencia (Hz)

STI PISO 3


Fig 49. STI PISO 2

Fig 50. STI PISO 3


Fig 51. Mediciones


ANEXO 3

En las siguientes tablas se presenta las superficies y volúmenes de las aulas

Tabla XXIX Superficies y volúmenes

L1 (anchura) 5.72 m L1 (anchura) 5.28 m

L2 (profundidad) 7.92 m L2 (profundidad) 9.57 m

L3 (altura) 2.64 m L3 (altura) 2.8 m

Volumen= 118.916136 m3 Volumen= 140.602962 m3

Ssuelo: 45.3024 m2 Ssuelo: 50.5296 m2

Stecho: 45.3024 m2 Stecho: 50.5296 m2

Slateral L: 20.9088 m2 Slateral L: 26.796 m2

Slateral R: 20.9088 m2 Slateral R: 26.796 m2

Santerior: 15.1008 m2 Santerior: 14.784 m2

Sposterior: 15.1008 m2 Sposterior: 14.784 m2

Stotal 162.624 m2 Stotal 184.2192 m2

Puerta: 2.05*0.53 m2 Puerta: 2.05*0.53 m2

Tablero 1: 1.2*3 m2 Tablero 1: 2.44*1.24 m2

Tablero 2 1.2*2.4 m2 Tablero 2 1.2*2.4 m2

Escritorio Profesor 1.2*0.6 m2 Escritorio Profesor 1.2*0.6 m2

Escritorio Alimnos 0.4*0.6 m2 Escritorio Alimnos 1.9*0.75 m2

Ventanas 1.48*1.03 m2 Ventanas 1.48*1.03 m2

Locker 1.7*0.9 m2 Locker 1.9*1.12 m2

Ventanas 1.15*1.99

SALON 8

Superficies de referencia:

Superficies generales:

Salon 4




En las siguientes Figuras se presentas los planos de las aulas desarrollados en AutoCAD

L1 (anchura) 7 m L1 (anchura) 7.5 m L1 (anchura) 7 m

L2 (profundidad) 7.3 m L2 (profundidad) 7.25 m L2 (profundidad) 7.3 m

L3 (altura) 2.8 m L3 (altura) 2.8 m L3 (altura) 2.8 m

Volumen= 141.969637 m3 Volumen= 151.226037 m3 Volumen= 141.969637 m3

Ssuelo: 50.5296 m2 Ssuelo: 54.375 m2 Ssuelo: 50.5296 m2

Stecho: 50.5296 m2 Stecho: 54.375 m2 Stecho: 50.5296 m2

Slateral L: 26.796 m2 Slateral L: 20.3 m2 Slateral L: 26.796 m2

Slateral R: 26.796 m2 Slateral R: 20.3 m2 Slateral R: 26.796 m2

Santerior: 14.784 m2 Santerior: 21 m2 Santerior: 14.784 m2

Sposterior: 14.784 m2 Sposterior: 21 m2 Sposterior: 14.784 m2

Stotal 184.2192 m2 Stotal 191.35 m2 Stotal 184.2192 m2

Puerta: 2.05*0.53 m2 Puerta: 2.05*0.53 m2 Puerta: 2.05*0.53 m2

Tablero 1: 2.44*1.24 m2 Tablero 1: 2.44*1.24 m2 Tablero 1: 2.44*1.24 m2

Tablero 2 1.2*2.4 m2 Tablero 2 0 m2 Tablero 2 1.2*2.4 m2

Escritorio Profesor 1.2*0.75 m2 Escritorio Profesor 1.2*0.75 m2 Escritorio Profesor 1.2*0.75 m2

Escritorio Alimnos 1.2*3.74 m2 Escritorio Alimnos 1.2*3.74 m2 Escritorio Alimnos 1.2*3.74 m2

Ventanas 1.12*2.6 m2 Ventanas 1.12*2.6 m2 Ventanas 1.12*2.6 m2

Locker 1.3*1.55 m2 Locker 1.3*1.55 m2 Locker 1.3*1.55 m2

Ventanas 1.15*1.99 Ventanas 1.15*1.99 Ventanas 1.15*1.99

Salon 3



Salon 1



Salon 2




Fig 53. Plano del salón 8

Fig 52. Plano del salón 8 acotado


Fig 54.Plano del salón 4

Fig 55. Plano del salón 4 acotado


ANEXO 4 simulaciones en CATT ACOUSTIC

En las siguientes Figuras se muestran una de las aulas simuladas en el software de acústica

geométrica, CATT ACOUSTIC

Fig 56. Plano en CATT ACOUSTIC

Fig 57. T3O simulado por bandas de octava


Fig. T3O simulado por bandas de octava parámetros acústicos

Fig 58. Eco grama de aula simulada


ANEXO 4

INDICACIONES PRUEBAS DE PSICOLOGÍA

Prueba Atención Visual

Cancelación de dibujos

En esta hoja se encuentran dibujados conejos de dos tamaños diferentes; con una línea inclinada,

tacha cada uno de los conejos grandes; por ejemplo, de estos conejos (señalar la primera línea)

¿cuáles son los grandes?, táchalos con una sola línea. Ahora continúa con los otros conejos grandes

que encuentran en la otra fila (Señalar la segunda fila). Vas a hacer lo mismo con los conejos

grandes que encuentres en el resto de la hoja. Puedes empezar a hacerlo cuando yo te diga, lo más

rápido que puedas y dejas de hacerlo cuando yo te diga. Cuando llegues al final de la línea no pares,

continúa en la línea siguiente. ¡Empieza!

TIEMPO: 1 MINUTO

Cancelación de Letras

En esta hoja puedes ver una seria de letras, cada vez que veas la ‘X’, después de la ‘A’, debes

tacharla con una línea inclinada;

Por ejemplo, en estas letras (señalar las primeras ocho letras del ejemplo) existe una ‘X’ después

de una ‘A’, ¿Dónde está? (dejar que el niño señale). Ahora tacha con una línea inclinada, la letra

X (deja que el niño lo haga). En estas otras (señalar la primera línea) tacha todas las X que

encuentres después de una A.

Cuando el niño haya terminado el ejemplo se le dice: ¡Muy bien!, ahora vas a hacer lo mismo con

las demás X que encuentres después de la A en el resto de la hoja. Empieza a hacerlo en el momento

en que yo te diga, tan rápido como puedas. Cuando llegues al final de una línea no te detengas,

continúa al siguiente renglón y solamente dejas de hacerlo cuando yo te lo pida.

¡Empieza! TIEMPO: 1 MINUTO

Fluidez Gráfica SEMÁNTICA-NO SEMÁNTICA

Quiero que hagas la mayor cantidad de dibujos simplificados en esta hoja, sin repetirlos. Por

ejemplo, una manzana o un globo; los dibujos que tienes que hacer pueden ser cosas, animales o

Fig.uras geométricas. No pueden ser letras, números, signos de puntuación ni variantes del mismo

dibujo (ejemplo, un triángulo con un punto y un triángulo con raya) ni dibujos que no representen

nada. Recuerda que los dibujos que hagas debe ser simples, pues quiero que hagas los más que

puedas. Tienes 3 minutos para realizarlos. Puedes empezar.

TIEMPO: 3 MINUTOS

En cada cuadro quiero que dibujes una Fig.ura diferente, uniendo los puntos que aparecen en cada

uno de ellos y trazando únicamente cuatro líneas rectas; por lo menos una vez una de estas líneas

tiene que tocar el punto blanco. Cada línea une dos puntos.

El evaluador debe dibujar un ejemplo en el primer cuadro.

Por ejemplo, en este cuadro (señalar el primer cuadro de la izquierda ubicado en la hilera superior)

voy a hacer un diseño (hacer una X como diseño a la vez que se van contando las líneas en voz

alta)

¿Te fijaste? Tracé cuatro líneas, cada una unió dos puntos y una de estas líneas tocó el punto blanco.

Señalar con el dedo la ruta que se siguió en el ejemplo.

Ahora debes hacer lo mismo, lo más rápido que te sea posible, en cada uno de los cuadros. Recuerda

que cada Fig.ura debe ser diferente. No las debes repetir.


TIEMPO: 3 MINUTOS

ANEXO 5

Certificado de calibración sonometro 01Db

EVALUACIÓN DE PARÁMETROS ACÚSTICOS DE CINCO AULAS DEL COLEGIO SOL DE ORIENTE….

evaluación de parámetros acústicos de cinco aulas del...

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