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GUA DE

INGENIERA ACSTICA FCIL:

El sonido, la acstica y el aislamiento

al descubierto

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Gua Ingeniera Acstica Fcil

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NDICE:

I. Entender fsicamente el sonido

I.I. Cul es la naturaleza del sonido?

I.II. Tipos de ondas acsticas

I.III. Conocimientos fsicos del sonido

I.IV. El decibelio, dB

I.V. Potencia sonora, Presin sonora e Intensidad sonora

II. Clasificar sonidos segn su composicin espectral

II.I. La frecuencia

II.II. Bandas frecuenciales

II.III. Curvas de ponderacin

III. Comprender el comportamiento del sonido en funcin del espacio

III.I. Campo difuso

III.II. Campo libre

III.III. Relacin entre campo difuso y campo libre

III.IV. Cmara anecoica

III.V. Cmara reverberante

III.VI. Locales reales

IV. Mejorar acsticamente un local

IV.I. Tipos de materiales

IV.II. Cmo calcular el tiempo de reverberacin

IV.III. Inteligibilidad de la palabra

V. Elegir materiales para insonorizar de manera efectiva un local

V.I. Aislamiento acstico de paredes simples

V.II. Aislamiento acstico de paredes dobles


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V.III. 5 tcnicas que garantizan el xito de tu proyecto

VI. Cmo ubicar altavoces para obtener el mejor sonido en distintos espacios

VI.I. Tipos de altavoces

VI.II. Directividad de los altavoces

VI.III. Distribucin de sistemas electrnicos en funcin de las necesidades de un local

VI.IV. Sonorizacin de conciertos al aire libre

VII. Entender cmo han sido diseadas las mejores salas de conciertos del mundo

VII.I. Parmetros

VII.II. Royal Albert Hall, Londres


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I. Entender fsicamente el sonido


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I.I. Cul es la naturaleza del sonido?

Comenzamos desde la naturaleza del aire. En trminos fsicos, el aire est formado por molculas de oxgeno. Dichas molculas tienen una posicin inicial llamada posicin de equilibrio, que debido a variaciones de la presin del aire con respecto a la presin atmosfrica puede verse alterada.

Solamente hara falta que una molcula variase su posicin de equilibrio para que las molculas de alrededor se viesen afectadas por el movimiento debido a variaciones de la presin del aire con respecto a la presin atmosfrica. De esta forma se crean zonas de compresin y de dilatacin originadas por dichas molculas.

Esto quiere deci que el cambio de presin del aire con respecto a la presin atmosfrica ocasiona el movimiento de una molcula que se propaga al resto de molculas.

Esta perturbacin debida a cambios de presin del aire y propagada al resto de molculas, da lugar a lo que llamamos onda mecnica, que en el caso de situarse entre los 20 Pa y los 20 Pa (unidad de medida de la presin) se convertira en una onda detectable por el odo humano.

Por lo tanto podramos definir la presin acstica P, como la diferencia entre la presin atmosfrica Pt en presencia de onda acstica y la presin en ausencia de la onda acstica Pat.

En la siguiente imagen observamos el recorrido de una molcula cuando sufre una variacin de la presin atmosfrica:


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I.II. Tipos de ondas acsticas:

El sonido es un tipo de onda que cumple las siguientes caractersticas: Es una onda longitudinal y de tipo mecnico.

Ondas longitudinales: En el caso de ondas longitudinales, las variaciones de presin tienen lugar en la misma direccin en la que viaja la onda. Sera el caso de la imagen anterior, es decir, las variaciones de presin tienen lugar en la misma direccin en la que se propaga la onda. En la siguiente grfica observamos una onda longitudinal:

Figura 1. Recorrido de una molcula en funcin de la presin atmosfrica

Figura 2. Oda longitudinal


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Ondas mecnicas: Precisan de un medio (slido, lquido o gaseoso) para su propagacin. En el caso de una onda acstica estaramos hablando de onda mecnica puesto que precisa de un medio transmisor, es decir, las ondas acsticas no se propagan por el vaco. En la siguiente imagen vemos un ejemplo de este tipo de ondas:

I.III. Conocimientos fsicos del sonido:

Cuando se tenga que describir el movimiento de una onda sonora sern necesarios conocer varios conceptos:

Frecuencia f: Llamamos frecuencia a las veces que repite el movimiento desde la posicin central del la partcula-punto mximo-punto mnimo-posicin central de la partcula, por unidad de tiempo. La unidad de medida de la frecuencia es el Herzio, Hz: 1 Hz = 1ciclo/s. (detallado en el punto II.I)

El odo humano detecta frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20 kHz.

Periodo T: El inverso de la frecuencia T = . Su unidad de medida

son los segundos y determina el tiempo que tarda en realizarse un ciclo completo.

Figura 3. Onda mecnica


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Amplitud A: Llamamos amplitud a la distancia entre la posicin de equilibrio y la mxima separacin. Unidad de medida: metro, m.

Longitud de onda : Llamamos longitud de onda a la distancia equivalente a un ciclo completo. A lo largo de esta longitud la presin aumenta por encima del valor de la presin atmosfrica, disminuya por debajo de la presin atmosfrica y vuelva al valor inicial. Unidad de medida: metro, m.

I.IV. El decibelio: dB:

El decibelio es la unidad bsica para mediciones acsticas. Representa el rango en el cual se sitan las distintas magnitudes.

El decibelio es una unidad logartmica (dcima parte del Bel, llamado as en honor a Alexander Graham Bell). Surge la necesidad de crear esta escala logartmica ya que el odo humano muestra un comportamiento logartmico a las variaciones de intensidad sonora.

En trminos de decibelio, el umbral de audicin del sonido est en los 0 dB y el umbral del dolor del odo se encuentra alrededor de los 120-130 dB. En la siguiente tabla se muestran las equivalencias de varios niveles en dB y Pa:

Figura 4. Fsica del sonido


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El decibelio no se puede sumar de forma lineal. La forma de sumar varios niveles de presin sonora es la siguiente:

dB = 10log (10 +10

+)

- Si los niveles que vamos a sumar son iguales, el resultado final aumenta en 3 dB: Nivel 1 = 70 dB Nivel 2 = 70 dB Nivel Total = 73 dB

- Si los niveles que queremos sumar difieren en ms de 10 dB, el resultado final ser el mayor nivel de los dos:

Nivel 1 = 70 dB Nivel 2 = 53 dB

Nivel Total = 70 dB

Ejemplo de suma de decibelios:

Imaginemos que queremos sumar los siguientes niveles de presin sonora emitidos por una fuente sonora colocada en el centro de un recinto: 30dB, 40dB y 42 dB.

Los clculos que se realizarn son los siguientes:

10log (10+10

+10

) = 10log (103+104+104.2)= 44.28 dB.

Figura 5. Tabla de equivalencias NPS-Presin-Odo


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I.V. Potencia sonora, Presin sonora e Intensidad sonora:

A continuacin hablaremos de las tres magnitudes ms importantes relacionadas con el sonido y la energa que posee:

Potencia sonora, P:

Se llama potencia sonora a la cantidad de energa sonora que emite o radia una fuente sonora por unidad de tiempo.

La potencia sonora se utiliza para caracterizar maquinas y su unidad de medida es el vatio = W.

Para describir el nivel de potencia sonora medido en dB se utiliza la siguiente frmula:

NP = 10 log (dB);

Siendo:

NP es el nivel de potencia sonora.

P potencia sonora que se desea cuantificar.

P0 es el nivel referencia que en el caso de Potencia de referencia = 10-12 W.

Ejemplo:

Tenemos una mquina que tiene una potencia sonora de 120 W. La potencia sonora de dicha fuente expresada en dB es la siguiente:

L = 10 log

(dB);

L = 10 log

= 140.8 (dB)


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Intensidad sonora, I:

La intensidad sonora se define como el valor medio de la energa acstica por unidad de superficie que fluye en la unidad de tiempo. Por lo tanto podemos decir que la intensidad sonora es la potencia sonora media por unidad de superficie.

Es un vector, lo que quiere decir que adems de dar datos o informacin de energa sonora por unidad de superficie da datos sobre la direccin del sonido.

La unidad de medida de la intensidad sonora es el W/m2.

Para describir el nivel de intensidad sonora medido en dB se utiliza la siguiente frmula:

NI = 10 log (dB);

Siendo:

NI es el nivel de intensidad sonora.

I intensidad sonora que se desea cuantificar.

I0 es el nivel referencia que en el caso de Intensidad de referencia = 10-12 W/m2.

Ejemplo:

Una fuente sonora emite con una intensidad de 10-7 W/m2 medida a 1 metro. El nivel de intensidad sonora medido en decibelioa a 1 metro de distancia es:

NI=10log

= 50 dB

Presin sonora, p:

Se define presin sonora como la diferencia entre la presin debida a la presencia de onda acstica y la presin atmosfrica.

La presin sonora es ms sencilla de medir. La potencia y la intensidad resultan ms complejas y ms caras a la hora de realizar medidas es por ello que la presin sonora es el estndar para caracterizar el sonido y no la intensidad a pesar de que esta ltima contenga ms informacin sobre la naturaleza del sonido.


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La unidad de medida de la presin sonora es el Pascal = Pa.

Por ltimo, para describir el nivel de presin sonora medido en dB se utiliza la siguiente frmula:

SPL = 10 log

(dB) L = 20 log

(dB);

Para la presin sonora tomamos de nuevo un valor de referencia, tomado para la frecuencia de 1 kHz, que ser el mnimo detectable por el odo humano. El valor de la presin de referencia es de P0=210-5.

Ejemplo:

La presin sonora en un determinado punto del espacio es de 40 Pa. La presin sonora en ese punto del espacio expresada en dB es la siguiente:

L = 20 log

(dB);

L = 20 log

= 126 (dB)

A continuacin se muestra una imagen donde quedan reflejadas las tres magnitudes:

Figura 6. Potencia sonora, Presin sonora e Intensidad sonora


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II. Clasificar sonidos segn su composicin espectral


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II.I. La frecuencia:

Como se ha dicho anteriormente (en el punto I.II), llamamos frecuencia a las veces que repite el movimiento desde la posicin central de la partcula hasta un punto mximo, a continuacin un punto mnimo y de nuevo regresar a la posicin central de la partcula, por unidad de tiempo. En el siguiente grafico est representado el movimiento de una partcula a lo largo del tiempo con una frecuencia de 2 Hz:

La imagen anterior es una funcin seno. Dicha funcin comienza en la posicin central, el punto (0,0). Si continuamos la funcin siguiendo con un lpiz la lnea, llegamos a un punto mximo y a continuacin a un punto mnimo. Despus de esto, la funcin regresa de nuevo a la posicin central. Este recorrido de la partcula representa un ciclo. Si la funcin se repite indefinidamente, el ciclo se repetir indefinidamente. El nmero de veces que se repite dicho ciclo por unidad de tiempo es lo que llamamos frecuencia.

La unidad de medida de la frecuencia es el Herzio, Hz: 1 Hz = 1ciclo/s.

Figura 7. Recorrido de una partcula a lo largo del tiempo


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II.II. Bandas frecuenciales:

Imaginemos que la funcin anterior se trata de una onda acstica, transmitida a travs del aire. Esta onda tendr un sonido caracterstico que si lo representamos en funcin de la frecuencia (espectro) obtenemos:

En el espectro de este seno observamos un pico, que se sitan en la frecuencia de 40Hz. Es decir, el sonido que se originar con la propagacin de este seno, estar compuesto por la frecuencia correspondiente a dicho pico. Cuando un sonido est formado por una sola frecuencia hablamos de tono puro.

Si las frecuencias que componen un sonido cualquiera son altas (4000Hz-20000Hz), podremos decir que el sonido es agudo. Por el contrario si las frecuencias que componen un sonido son bajas (entre 20 y 200 Hz), el sonido ser grave. Las frecuencias correspondientes al rango 200Hz-4000Hz las clasificamos como medias frecuencias.

Adems con el fin de poder manejar fcilmente todas las frecuencias, las dividimos en diferentes bandas. Cada banda de frecuencia, se caracteriza por tener en el espectro dos frecuencias

Figura 8. Espectro de una funcin sinusoidal


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lmite (superior e inferior) y una central. El ancho de banda ser la diferencia entre las dos frecuencias lmite.

Los anchos de banda ms utilizados son los de octava y los de tercios de octava.

Las bandas de octava se caracterizan por tener la frecuencia lmite superior, fs, doble que la inferior fi.

Esto es: fs = 2 fi;

fc = 21/2fi

Las frecuencias centrales para las bandas de octava son las siguientes: 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 y 16000 Hz.

Para las bandas de tercio de octava se divide cada octava en tres partes. Por lo tanto se cumple que fs = 21/3fc.

La frecuencias centrales para las bandas de tercio de octava son las siguientes: 20, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12500, 16000, 20000.

Teniendo los valores por tercios de octava calculamos los correspondientes a bandas de octava:

Figura 9. Bandas de 1/3 de octava


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El clculo realizado para pasar de una grfica a otra se realiza utilizando la frmula de suma de niveles (ver punto I.IV).

Ejemplo de clculo de bandas de octava:

Cogemos las siguientes bandas de tercio de octava:

800Hz= 70 dB

1000 Hz = 72 dB

1250 Hz = 73 dB

Si representamos los 3 valores correspondientes a las 3 bandas de tercio de octava en una sola banda de octava completa en 1000 Hz deberemos seguir la siguiente formulacin.

L(oct100Hz)=10log (10+10

+10

) = 76.6 dB

Esta suma representa la suma energtica de cada uno de las 3 bandas de tercio de octava que forman la octava.

Figura 10. Bandas de octava


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II.III. Curvas de ponderacin:

Debido a la caracterstica que presenta el odo humano de tener una respuesta no lineal a valores de presin sonoros en distintas frecuencias y niveles sonoros, se crearon tres curvas de ponderacin en frecuencias: A, B y C para diferentes niveles sonoros: Curva A niveles sonoros Bajos, Curva B niveles sonoros medios y curva C niveles sonoros altos.

Estas correcciones son necesarias para representar niveles sonoros globales que se correspondan mejor con la percepcin subjetiva de nivel sonoro. Como hemos mencionado la respuesta del odo humano es diferente tanto en frecuencia como en nivel de intensidad del sonido.

La curva de ponderacin ms comn es la A. Aunque est diseada para niveles de presin sonora bajos, como por ejemplo ruidos de fondo la realidad es que en las normativas internacionales es el parmetro ms utilizado.

La correccin que reproduce esta curva es una atenuacin en los sonidos de baja frecuencia y alta frecuencia principalmente. Estas atenuaciones emulan la respuesta del odo del humano, que es menor en baja frecuencia y alta frecuencia. Al realizar esta correccin hablaremos de decibelios A.

La curva de ponderacin B, apenas se utiliza. Su utilidad es para niveles de presin sonora intermedios. Es parecida a la curva de ponderacin A, salvo que la atenuacin en sonidos de baja frecuencia es mucho menor.

Por ltimo la curva de ponderacin C, se utiliza para niveles de presin sonora altos. No aporta casi atenuacin en sonidos de baja frecuencia, pero en sonidos de alta frecuencia es similar a la curva de ponderacin B.


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Si restamos el nivel de presin sonora ponderado C al nivel de presin sonora ponderado A no dar una indicacin de cuanto ruido hay de baja frecuencia.

Figura 11. Curvas de ponderacin A, B y C

Figura 12. Ponderaciones A y C


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III. Comprender el comportamiento del sonido en funcin del espacio


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III.I. Campo difuso:

El campo difuso se genera con la reflexin de una multitud de ondas acsticas provenientes de cualquier direccin. Estas ondas combinadas generan una densidad media de energa uniforme a lo largo de toda la sala, en las zonas en las que esto se produce, se denomina campo difuso.

III.II. Campo libre:

En el caso de espacios al aire libre, debemos tener en cuenta, que el sonido que llega a un oyente nicamente es el correspondiente al sonido directo.

Conforme uno se aleja de la fuente de sonido, la energa sonora, y por lo tanto el nivel de presin sonora va disminuyendo progresivamente. Para fuentes de tipo omnidireccional 6dB cada vez que la distancia se duplica:

Figura 13. Recinto-Campo difuso


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III.III. Relacin entre campo difuso y campo libre:

En una sala con una fuente emitiendo sonido en un espacio tenemos una combinacin entre campo libre y campo difuso. En la siguiente imagen vemos la relacin existente entre campo libre y campo difuso:

Figura 14. Espacio-Campo libre

Figura 15. Relacin entre campo difuso y campo libre


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La primera cada corresponde a campo libre, nicamente llega al oyente el sonido directo. A continuacin hay un periodo de transicin y finalmente el NPS se estabiliza, correspondiendo esa zona al campo difuso, es decir, el momento que al oyente le llega ms energa de las reflexiones sonoras indirectas que del sonido directo.

III.IV. Cmara anecoica:

Las cmaras anecoicas son diseadas para realizar mediciones acsticas en campo libre. Esto es gracias a que toda la energa sonora incidente es absorbida por el material absorbente que la recubre interiormente. Por lo tanto es una cmara libre de reverberaciones y reflexiones.

Figura 16. Imagen de una cmara anecoica


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III.V. Cmara reverberante:

La cmara reverberante es el caso contrario a la cmara anecoica. Se utiliza para realizar mediciones acsticas en campo difuso. Las superficies de la cmara son muy reflectantes para conseguir gran difusin y gran tiempo de reverberacin. Las cmaras reverberantes se utilizan principalmente para medir la potencia acstica emitida por mquinas y para conseguir el coeficiente de absorcin acstica de materiales.

III.VI. Locales reales:

En la realidad, no encontramos ni locales totalmente anecoicos, ni locales totalmente reverberantes. Lo que existe en realidad son locales con zonas absorbentes como por ejemplo pueden ser las zonas de audiencia de los teatros y zonas reverberantes como por ejemplo las paredes lisas y de gran superficie de un gran teatro.

Figura 17. Imagen de una cmara reverberante


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En funcin de los objetivos que se quieran conseguir en el local, habr que elegir determinados materiales. Estos materiales estn explicados ms adelante en el punto V de esta misma gua.

Figura 18. Imagen de un local real


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IV. Mejorar acsticamente un local:


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IV.I. Tipos de materiales:

Definimos 3 tipos de interaccin fsica de un material al incidir sobre el una onda sonora:

1. Absorcin acstica: Ocurre cuando una onda sonora incide sobre una superficie y parte de la energa acstica de esta onda es absorbida.

2. Reflexin acstica: Ocurre cuando una onda acstica incide sobre una superficie y se refleja siguiendo un ngulo de reflexin igual al incidente.

3. Difusin acstica: Ocurre cuando una onda acstica incide sobre una superficie y dicha onda sonora se descompone en mltiples ondas.

Aunque sobre un material se pueden producir los 3 efectos fsicos a la vez, utilizaremos para clasificarlos el ms predominante.

IV.I.I. Materiales absorbentes:

Los materiales absorbentes utilizados en construccin se clasifican en los siguientes tipos:

- Materiales absorbentes porosos: tienen la caracterstica de transformar la energa acstica en calor. Son eficientes para frecuencias medias y altas.

Figura 19. Fsica del sonido


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Estos materiales a su vez se pueden clasificar en materiales porosos flexibles, como la lana de roca, y materiales porosos no flexibles, como la placa rgida de mortero poroso.

- Resonadores de membrana: Estos paneles suficientemente ligeros se colocan a una determinada distancia de un tabique o forjado, formndose una cavidad intermedia que podemos rellenar o no por un material absorbente poroso. Las frecuencias que son absorbidas son aquellas en las que el sistema masa-muelle vibra. Es decir, la absorcin es mxima

Figura 20. Materiales absorbentes porosos

Figura 21. Composicin de los materiales porosos flexibles


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cuando la frecuencia coincide con la frecuencia de resonancia. Estas frecuencias son normalmente bajas. Un ejemplo de este tipo de paneles son lminas de madera, ventanas, puertas, etc.

- Resonadores de Helmholtz: Son placas con perforaciones que forman una cavidad con la pared rgida y permiten una absorcin de determinadas frecuencias bajas. Ejemplos de estos resonadores son la madera, ladrillo, etc.

En la siguiente grfica observamos un resumen de lo explicado:

En la imagen anterior observamos como los materiales porosos presentan una gran absorcin acstica ( = 0.8) para frecuencias altas, a partir de 1000 Hz. Por el contrario los resonadores de membrana y los resonadores de Helmholtz presentan buena absorcin acstica selectiva a bajas frecuencias (por debajo de los 500Hz).

Figura 22. Comparacin de materiales absorbentes


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IV.I.II. Materiales reflectantes:

Los materiales reflectantes son lisos y de gran superficie, rgidos, con un coeficiente de absorcin muy bajo, lo cual contribuye a reflejar el sonido.

Los materiales como la piedra o el metal reflejan la mayor parte del sonido que inciden en ellos es por ello que se consideran materiales reflectantes.

Este tipo de materiales en combinacin con los materiales absorbentes se utilizan en el diseo de espacios acsticos. Son de especial importancia en el diseo de auditorios ya que es muy interesante su capacidad de direccionar el sonido a determinadas zonas para as cumplir con los distintos objetivos acsticos del proyecto. Siempre debe haber un balance entre absorcin y reflexin del sonido en una sala en funcin del objetivo de la misma.

La madera es un ejemplo de material reflectante:

IV.I.III. Materiales difusores:

Los materiales difusores del sonido son considerados dentro de los materiales reflectantes pero tienen una caracterstica particular y es que el sonido que incide en ellos no rebota especularmente como

Figura 23. La madera, material reflectante


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en el caso anterior si no que la energa sonora se distribuye en varias direcciones al mismo tiempo.

Los materiales ms utilizados presentan relieves y rugosidades, como en la siguiente imagen. Tambin se pueden colocar superficies con materiales de diferentes coeficientes de absorcin.

Los materiales difusores ayudan a que una sala parezca ms grande de lo que es. Es muy comn encontrar este tipo de materiales en estudios de grabacin y de control.

IV.II. Cmo calcular el tiempo de reverberacin:

Para entender correctamente cmo calcular el tiempo de reverberacin vamos a mostrar un ejemplo de clculo:

Lo primero debemos conocer que es el tiempo de reverberacin: Se conoce como tiempo de reverberacin el tiempo que transcurre, medido en segundos, desde que la fuente emisora deja de emitir sonido hasta que la presin sonora cae en 60dB respecto a su valor inicial.

Figura 24. Superficie difusora


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PASO 1: DESCRIPCIN DE LA GEOMETRA DE LA SALA:

A continuacin vamos a calcular el tiempo de reverberacin de la sala de conferencias mostrada en la siguiente imagen:

Con forma rectangular como se muestra en la imagen anterior, su volumen es

PASO 2: RELACIN ENTRE LOS MATERIALES Y SUS COEFICIENTES DE ABSORCIN:

Una vez conocemos las dimensiones y el volumen de la sala, lo

que vamos a hacer es describir los distintos materiales de cada una de las superficies para obtener la informacin de sus respectivos coeficientes de absorcin.

Las paredes son de placa de yeso laminado con un

revestimiento de papel. El techo tambin es de placa de yeso laminado. El suelo es de parquet, y adems en la pared lateral situada en la parte derecha hay cristal hasta una altura de 0.88 m con una puerta de 2 m. Por ltimo la puerta es de madera pintada.

Figura 25. Imagen y dimensiones de la sala de conferencias


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Los coeficientes de absorcin de estos materiales indicados por bandas de frecuencia son los siguientes:

Se trata de una sala con varias sillas en el lateral izquierdo y vaca el resto del espacio.

PASO 3: EXIGENCIAS DEL CDIGO TCNICO:

Para este tipo de salas, las exigencias del Cdigo Tcnico en referencia al tiempo de reverberacin son las siguientes:

En el caso de esta sala consideraremos la primera opcin: sala de conferencia vaca cuyo volumen es inferior a 350m3. Por lo tanto el tiempo de reverberacin debe de ser menor o igual a 0.7 segundos.

PASO 4: CLCULOS REALIZADOS:

A continuacin se detallan los clculos para obtener el tiempo de reverberacin utilizando la frmula de Sabine:

VTotal de la sala = 148.28m3 STotal de la sala=174.75m2


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PASO 5: RESULTADOS OBTENIDOS

En la siguiente tabla observamos los resultados obtenidos por bandas de frecuencia:

Teniendo en cuenta las exigencias de Cdigo Tcnico, en todas

las bandas de frecuencia excepto en la banda de frecuencia de 125 Hz, en la que el Tr sale 0.59 segundos, el tiempo de reverberacin supera mucho al exigido.

El local, no estara preparado para conferencias ya que el

tiempo de reverberacin es demasiado alto y habra mucho eco.


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IV.III. Inteligibilidad de la palabra:

Para evaluar la inteligibilidad de la palabra, acudimos a dos ndices STI y RASTI.

El ndice STI es un ndice objetivo que evala la inteligibilidad de la palabra considerndola entre dos lmites: 0, inteligibilidad nula, y 1 mxima inteligibilidad de la palabra.

Para poder calcular este ndice contamos con el ruido que hay en la sala.

Se comienza emitiendo una seal modulada en frecuencia similar a la seal emitida por la voz humana. En el punto de recepcin se observa como se ha reducido la modulacin de la seal en cada frecuencia. A esto le llamamos funcin de transferencia.

Los valores obtenidos se convierten en relaciones seal ruido entre -15 dB y +15 dB. Todo lo que est por encima o debajo de +15 o -15 dB tomarn estos dos valores. Finalmente se calcula el valor relacin seal ruido media global y se pondera para cada banda de octava.

La formulacin final para calcular el ndice STI es la siguiente:

STI = /

*Para iPhone y iPad existe una herramienta para la medicin del STI: iSTI

Figura 26. Grados de inteligibilidad de la palabra


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IV.IV. Distribucin sonora en una sala:

A la hora de acondicionar un recinto acsticamente debemos tener en cuenta varios puntos. Para entenderlo mejor imaginemos un aula de una universidad, donde las mesas estn distribuidas de la siguiente manera:

Figura 27. Imagen de aula de Universidad

Se quiere conseguir que la distribucin del sonido a lo largo de toda la sala sea uniforme. Es decir, que una persona que est sentada en la ltima fila de mesas no encuentre diferencias auditivas con respecto a la primera fila de mesas.

Para esto se utilizan materiales difusores, explicado en el punto IV.I.III. En el caso de sistemas amplificados habr que utilizar altavoces especiales, ver punto VI.


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V. Elegir materiales para insonorizar de manera efectiva un local


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V.I. Aislamiento acstico de paredes simples:

Cuando hablamos de aislamiento acstico nos referimos a los materiales o superficies existentes en una sala, edificio, etc., que aslan o atenan el nivel sonoro de dicho espacio.

Las paredes simples son las que estn formadas por una sola hoja. Este tipo de paredes son las que se utilizan para separar viviendas, locales, etc. y pueden estar formadas por ejemplo de placa de yeso, comnmente conocido como Pladur.

La teora que sigue el aislamiento acstico de una pared simple es la ley de masas. Esta ley de masas dice que conforme doblamos la frecuencia, el aislamiento acstico se ve incrementado en 6 dB. Pero en la realidad esto no ocurre. A una determinada frecuencia, la curva de aislamiento acstico cae considerablemente.

Esta frecuencia es la que se conoce como frecuencia crtica o frecuencia de coincidencia:

Figura 28. Ley de masas-paredes simples


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Uno de los puntos clave a la hora de realizar la construccin de una pared de este tipo y controlar el aislamiento acstico que puede ofrecer, es conocer dicha frecuencia crtica del material de la pared. Si nosotros generamos un sonido y atraviesa una pared, esta pared se comportar de manera diferente segn la frecuencia a la que dicho sonido se est emitiendo.

Pero adems de conocer la frecuencia crtica de cada material, hay otros factores que determinan el aislamiento acstico final de cada solucin. Algunos de estos tambin modifican la frecuencia crtica:

1. El primer punto es saber cmo repercute la superficie del material sobre el aislamiento acstico final. Debemos conocer que si las dimensiones del material son muy pequeas (inferiores a 5m2), se perder aislamiento a bajas frecuencias. Si las dimensiones del material son mas grandes (superiores a 10 m2), la pared se comportar de forma similar a la medicin realizada en laboratorio.

Figura 29. Repercusin de la superficie de la pared sobre R


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2. En el caso de que se doble la masa lo que ocurre es que el aislamiento acstico final aumenta en 6 dB. Adems, no solo sube el aislamiento acstico final, sino que la frecuencia crtica incrementa un poco. Esto es un punto positivo, puesto que conforme aumenta la frecuencia crtica, la cada de la curva de aislamiento es menor ya que el aislamiento acstico tiende a aumentar conforme aumenta la frecuencia.

3. Por otro lado definimos el mdulo de Young. Esto es lo que marca la elasticidad del material, es decir, nos podemos preguntar como repercute esta elasticidad, que es propia de cada material, en el aislamiento acstico final. Pues bien, si este mdulo de Young es alto, el material presentar ms resistencia a la elasticidad y la frecuencia crtica disminuir.

Figura 30. Resultado de doblar la masa

Figura 31. Mdulo de Young


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4. Adems, podemos pensar en la repercusin del grosor de la pared sobre el aislamiento acstico final. Tener un grosor muy elevado hace que disminuya la frecuencia crtica, cosa no deseable en algunos casos y deseable en otros. En este caso destacaramos las placas de yeso, que con espesores consiguen que la frecuencia crtica sea elevada (entre 2000 y 3000 Hz).

5. Por ltimo, otro dato que podemos tener en cuenta, es la repercusin del factor de prdidas de la pared sobre el aislamiento acstico final. Este factor de prdidas est relacionado con el amortiguamiento y se puede definir como la energa que se pierde en el proceso de aislamiento. Si dicho factor de prdidas es alto, significa que tendremos mayor aislamiento acstico y por otro lado la cada de la frecuencia crtica es mucho menor. Esto hace que los efectos sean menos nocivos.

Figura 32. Repercusin del grosor de la pared sobre R


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Despus de estos puntos nos podemos preguntar, Cul es la mejor solucin? Como se ha dicho anteriormente, depender para que se quiera la pared y habr que estudiar detalladamente cada caso.

En general lo ms interesante es combinar materiales con distintas frecuencias de coincidencia de manera que acten complementariamente cubriendo de la mejor manera posible el espectro acstico.

V.II. Aislamiento acstico de paredes dobles:

La pared doble es toda aquella que est formada por dos paredes simples, iguales o diferentes, separadas por una cavidad que puede estar vaca o rellena de un material absorbente.

Figura 33. Repercusin del factor de prdidas sobre R


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Lo que ocurre cada vez que la onda sonora encuentra un cambio de medio, es que la energa que se transmite es cada vez menor y por lo tanto la onda sonora transmitida finalmente es menor que la incidente. Con estos cambios de medio ya conseguimos mayor aislamiento acstico que en el caso de paredes simples.

En el caso de aislamiento acstico de paredes dobles, tambin se cumple la ley de masas y adems de la frecuencia crtica habr otras dos frecuencias que nos interesen conocer para controlar el aislamiento final de las superficies.

1. Frecuencia de resonancia: Tenemos un sistema formado por una pared (equivalente a

masa) + cavidad (equivalente a elasticidad) +pared (equivalente a masa). Cuando este sistema recibe una onda sonora, comenzar a vibrar. A una cierta frecuencia, la capacidad de vibrar del sistema ser mayor haciendo que esta vibracin se propague a lo largo del sistema. Esta frecuencia es la que se conoce como frecuencia de resonancia. La vibracin propagada significar una prdida de aislamiento. El sistema pared+ cavidad+ pared por debajo de esta frecuencia de resonancia se comportar como una pared simple cuya masa es la suma de las dos paredes. Por encima de la frecuencia de

Figura 34. Paredes dobles


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resonancia el aislamiento acstico se ver aumentado en unos 18 dB, a diferencia de los 6 dB en el caso de paredes simples.

2. Frecuencia de cavidad: En la cavidad entre paredes, hemos explicado anteriormente

que cuando llega un frente de onda, parte de este frente de onda se transmite y parte se refleja. Por lo tanto, en la cavidad tendremos ondas incidentes y ondas reflejadas, lo que hace que se creen ondas estacionarias:

A determinadas frecuencias, estas ondas estacionarias tienen una amplitud ms grande y por lo tanto la onda sonora llegar a la siguiente pared con mayor amplitud, es decir, con mayor energa lo que provocar una prdida de aislamiento acstico. Esta frecuencia en la que la amplitud de la onda es mayor es la que se conoce como frecuencia de cavidad.

Una vez conocidas estas dos frecuencias, estudiaremos el comportamiento del aislamiento acstico en caso de paredes dobles:

Figura 35. Ley de masas de una pared doble


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A parte de estas dos frecuencias debemos conocer otros puntos a la hora de construir una pared doble:

1. Cuando colocamos las dos superficies, debemos tener en cuenta que las frecuencias crticas de cada pared sean diferentes, ya que si son iguales, a frecuencia igual a la frecuencia crtica el aislamiento acstico que proporciona la pared ser casi nulo.

2. Para disminuir las ondas estacionarias que se crean en la cavidad, entre pared y pared, debemos incluir un material absorbente.

3. Por ltimo recordar que todas las uniones rgidas entre pared y pared crean puentes acsticos.

Como conclusin se puede decir que las paredes dobles proporcionan un aislamiento acstico mayor que en el caso de paredes simples, pero siempre habr que estudiar cada caso detalladamente.

Figura 36. Materiales absorbentes en las cavidades


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V.III. Aislamiento acstico: 5tcnicas que garantizan el xito de tu proyecto:

Una de las fases ms cruciales en cualquier proyecto de aislamiento acstico es el seguimiento en obra. En esta fase se decide si los clculos previos del proyecto se correspondern o no con la medicin final de aislamiento acstico que exigen la mayora de administraciones pblicas. Muchos proyectos bien calculados no son finalmente efectivos si el encargado de cuidar las buenas prcticas en la ejecucin de la obra no tiene claro cules son los principales factores que hacen que el aislamiento acstico se reduzca.

Las 5 tcnicas bsicas para garantizar que el seguimiento de obra de un proyecto sea un xito en lo que a aislamiento acstico se refiere son las siguientes:

1 El suelo flotante debe ser flotante

Una de las primeras intervenciones en los proyectos de aislamiento acstico es la instalacin del suelo flotante. Normalmente se trata de una losa de hormign de 5 a 10 cm de espesor apoyada sobre un elemento elstico, lana de roca de alta densidad y lmina de polietileno reticulado o similar. El objetivo de estos elementos elsticos es evitar las uniones rgidas del suelo con el forjado y las paredes de manera que los golpes, el arrastre de sillas, objetos que caen, pisadas etc. no se transmitan por vibracin a los recintos colindantes. Es por ello que su correcta ejecucin es crucial para evitar problemas de ruido con otros usuarios.

Es indispensable saber que un solo punto del permetro en el que haya un contacto rgido con algn elemento (paredes o suelo) puede suponer la inhabilitacin de las funciones del suelo flotante como aislamiento acstico.

Resulta medianamente sencillo que a la hora de echar la losa de hormign se plieguen las lminas que lo hacen flotante colndose parte del hormign hasta las paredes.


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Se debe revisar toda la ejecucin del suelo durante la ejecucin y una vez terminada. Siempre se deben sujetar previamente las lminas a todas las paredes y perfectamente selladas entre tiras de material elstico usando cinta aislante o similar de manera que no haya ninguna zona de paso a la hora de aplicar la losa.

2 No es ms limpio el que ms limpia sino el que menos

ensucia.

La limpieza la hora de ejecutar los trasdosados, suelos y techos es otro punto crucial en toda obra. Los restos, escombros, arena, herramientas y cualquier elemento slido o susceptible a solidificarse deben ser alejados de cualquier solucin constructiva destinada a la mejora del aislamiento acstico cuando no sean utilizados. Es muy comn que durante la ejecucin de obra hmeda caigan al suelo restos de mortero u otros materiales que solidifican con el tiempo.

Estos materiales pueden generar puentes acsticos entre las soluciones constructivas, por lo que es indispensable mantener las zonas perimetrales de suelo etc. totalmente limpias, al menos al final de cada jornada de trabajo.

Otro error comn en la ejecucin de trasdosados es la cada de tornillos entre la pared base y los perfiles metlicos. Estos tornillos se olvidan en los huecos de trasdosados creando una unin rgida entre perfiles y la pared. Como hemos comentado anteriormente las

Figura 37. Colocacin de los suelos flotantes


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uniones rgidas provocan puentes acsticos que debilitan el aislamiento acstico de la solucin.

3 El ms dbil manda

En proyectos de aislamiento acstico el elemento ms dbil acsticamente es el que marcar el aislamiento final de la solucin.

Existe una mxima en seguridad de edificios que dice que la seguridad de un determinado edificio la marca el elemento ms dbil del mismo. La seguridad de un bnker de 50 cm de hormign con una puerta de cartn la marca la puerta de cartn. Exactamente lo mismo ocurre en el caso de que una pared sea atravesada por algn tipo de instalacin en forma de tubo, perforacin, o conducto. El aislamiento acstico final no ser ya el de la pared sino el que marcan las perforaciones a la solucin constructiva.

En este sentido se debe hacer especial hincapi a la hora de realizar las instalaciones elctricas de ventilacin o sistemas de climatizacin de la obra. Se deber tratar de seguir los siguientes consejos:

o Si hay un pasillo entre recintos todas las instalaciones debern distribuirse por el pasillo.

Figura 38. Pasillos en los recintos

Este principio es aplicab

o Si no queda ms techo suspendido,pasos de instalacidistribuir las perfoposible. El respodebera vigilar quaumentar los punsellar con masa.

o Para descolgar lanunca el techo sdescolgar usandoperfiles.

4 Amortiguadores

Los amortiguadorutilizadas como para mrecintos, desde bares, asuspendidos mediante aque est calculado parinstalado.

Sin embargo a la que la instaladora hayahasta que el proveenotablemente. Los amoeficientes para aumenta

Fig

Gua Ingeniera Acs

aplicable a cualquier tipo de instalacin.

da ms remedio que perforar algn trasdpendido, se realizarn todas las perforacinstalaciones por un mismo punto. Se debas perforaciones en las soluciones siempre l responsable de la obra en tema de igilar que esto se cumpla a rajatabla plos puntos conflictivos. Estos puntos se masa.

olgar las instalaciones del techo no se ptecho suspendido. Las instalaciones se usando omegas metlicas atornilladas

tiguadores de techo son de las solucipara mejorar el aislamiento acstico de tobares, a salas de ensayo auditorios, etc. diante amortiguadores usarn el tipo de amado para el peso que acabar soportand

go a la hora de ejecutar la obra puede para haya cambiado el tipo de amortiguadorproveedor los pesos a soportar se m

Los amortiguadores son uno de los elemaumentar el aislamiento acstico de una s

Figura 39. Instalaciones colgadas del techo

Acstica Fcil

48

n trasdosado o perforaciones o Se debe evitar iempre que sea a de acstica

atabla para no tos se debern

no se perforar nes se pueden rnilladas a los

s soluciones ms co de todo tipo de s, etc. Los techos o de amortiguador portando una vez

uede pasar desde iguador a instalar, r se modifiquen s elementos ms e una solucin de


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trasdosado o techo, pero slo si estn trabajando correctamente. Por ello es indispensable comprobar in situ si los amortiguadores tienen el grado de compresin que el fabricante recomienda como ptimo.

Se debe comprobar que La distancia D de compresin (caso 2) es la ptima segn las especificaciones del fabricante una vez estn estos instalados. Los amortiguadores no funcionarn si no sufren ninguna compresin (caso 1: sobredimensionados) o si estn excesivamente comprimidos (Caso 3: infradimensionados).

5 El sellado previo.

Por ltimo una recomendacin general a la hora de ejecutar cualquier proyecto de aislamiento acstico. Se debe aplicar siempre que sea posible una capa de mortero, de yeso o atornillar una placa de yeso laminado al forjado que haga de techo. En el caso de las paredes se debe comprobar que no existen huecos, grietas, agujeros o cualquier rotura de los elementos base del local. En caso de haberlas se aplicar una capa de mnimo 1 cm de mortero para sellar completamente la solucin de paredes.

Esto es necesario para evitar llevarnos sorpresas con respecto a los clculos realizados en el proyecto. Como hemos visto, los puentes

Figura 40. Compresin de los amortiguadores


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acsticos y agujeros pueden reducir considerablemente la eficiencia acstica de las soluciones, por lo que siempre es recomendable realizar un sellado previo del recinto.


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VI. Cmo ubicar altavoces para obtener el mejor sonido en distintos espacios


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VI.I. Tipos de altavoces:

A la hora de reproducir un sonido, dividimos el rango frecuencial en tres partes:

- Frecuencias altas: 4000-20000Hz.

- Frecuencias medias: 200-4000 Hz.

- Frecuencias bajas: 20-200Hz.

Cuando un sonido atraviesa el altavoz, las frecuencias altas, producen un pequeo desplazamiento del cono del altavoz. Al contrario que las frecuencias bajas, que producen un gran desplazamiento del cono del altavoz.

Por lo tanto, resulta sencillo separar cada frecuencia en altavoces preparados para emitir determinadas frecuencias (altas, bajas o medias). A estos altavoces tambin se les puede llamar filtros de frecuencias.

Existen tres tipos de altavoces en funcin de la frecuencia que emiten:

1. Tweeters: Se utilizan para reproducir altas frecuencias (entre 2000Hz-20000Hz):

Figura 41. Divisores de frecuencia: Tweeters


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2. Medios o squawkers: En este caso, los squawkers, reproducen frecuencias medias (200Hz-2000Hz):

3. Woofers: Por ltimo, los woofers, reproducen frecuencias bajas (hasta 200Hz).

Figura 42. Divisores de frecuencia: Medios o Squakers

Figura 43. Divisores de frecuencia: Woofer


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VI.II. Directividad de los altavoces:

Los diagramas de directividad de los altavoces muestran la variacin de la presin sonora en funcin del ngulo del altavoz. Esto es, para una distancia fija.

Segn su directividad se pueden distinguir tres tipos de altavoces:

- Omnidireccionales: En este caso el altavoz emite sonido en todas las direcciones/ ngulos:

- Bidireccionales: Los altavoces bidireccionales emiten sonido en dos direcciones/ ngulos:

Figura 44. Directividad omnidireccional

Figura 45. Directividad bidireccional


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Como se observa en el diagrama el altavoz emite sonido en las direcciones donde el ngulo es de 0 y de 180.

- Unidireccionales: Por ltimo, los altavoces cuya directividad es unidireccional, emiten sonido nicamente para una direccin o ngulo:

En el caso del diagrama anterior, la direccin en la que emite sonido el altavoz es aquella que forma un ngulo de 180.

VI.III. Distribucin de sistemas electrnicos en funcin de las necesidades de un local:

A la hora de realizar la distribucin de los altavoces hay que tener en cuenta varios puntos:

1. La sensibilidad de los altavoces: El nivel de sensibilidad de un altavoz es el nivel de presin sonora que hay a 1 metro de distancia del mismo cuando se le aplica una seal sinusoidal con una frecuencia = 1kHz.

Dependiendo de la distancia a la que se encuentre el receptor, se calcula la potencia necesaria.

Figura 46. Directividad unidireccional


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2. Altura de los altavoces:

Teniendo un altavoz omnidireccional como en el caso

anterior, el altavoz tiene una cobertura de 90 (+45,-45). La altura hasta la zona de audicin es igual a la distancia entre el punto medio y los extremos de la zona de audicin. Adems en estos extremos el nivel de presin sonora NPS disminuye en 3 dB.

En el caso de no ser un altavoz omnidireccional, el fabricante dar la informacin de la cobertura del altavoz. La siguiente imagen es la informacin de un altavoz bidireccional de la marca Bosch. Dentro del crculo amarillo est el dato de la cobertura del altavoz:

Figura 47. Altura del altavoz omnidireccional


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Figura 48. Ficha tcnica de un altavoz Bosch

3. Distancia entre altavoces:

Figura 49. Distancia entre altavoces


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Para recubrir estas zonas donde el Nivel de Presin Sonora disminuye 3dB (lmites de la cobertura), podemos colocar otro altavoz como en la imagen anterior. En los puntos lmite de los altavoces cae 3 dB el NPS, que se ven recompensados con la cada de 3 dB del altavoz contiguo.

4. Distribucin de altavoces:

Distinguimos dos tipos de distribucin de los altavoces en una superficie:

4.1. Distribucin al tresbolillo:

Figura 50. Distribucin al tresbolillo-top


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Segn la superficie que se quiere cubrir, el nmero de altavoces que se deber de utilizar son:

Nmero Altavoces = Superficie a cubrir/ S2

Ejemplo:

Queremos cubrir una superficie de 50 m2 utilizando la distribucin al tresbolillo. La separacin entre altavoces es S= 2.

Los clculos a realizar sern los siguientes:

N altavoces = 50/4= 12.5= 13 altavoces

Figura 51. Distribucin al tresbolillo-front


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4.2. Distribucin cuadrtica:

Figura 52. Distribucin cuadrtica-top


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Segn la superficie que se quiere cubrir, el nmero de altavoces que se deber de utilizar son:

Nmero Altavoces = 2 Superficie a cubrir / " S2

Ejemplo:

Queremos cubrir una superficie de 50 m2 utilizando la distribucin al cuadrtica. La separacin entre altavoces es S= 2.

Los clculos a realizar sern los siguientes:

N altavoces = 2 50/4"= 100/(1.254)= 20 altavoces

Figura 53. Distribucin cuadrtica-front


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VI.IV. Sonorizacin de conciertos al aire libre:

En el caso de conciertos al aire libre, se utilizan los llamados line arrays de altavoces.

Un line array est compuesto por una serie de altavoces colocados en lnea. De esta forma los altavoces interfieren constructivamente entre ellos evitando ondas de sonido innecesarias para actuar como una nica fuente sonora. Normalmente suelen ser agrupaciones de dos o tres altavoces. Al agrupar un gran nmero de altavoces existe el riesgo de cancelacin de ciertas frecuencias, llegndose a generar un sonido incluso peor que utilizando un nico altavoz.

Son utilizados para sonorizar conciertos al aire libre con el fin de aportar refuerzo sonoro, pero adems tambin son utilizan en grandes salas.

Los line array modernos controlan las frecuencias de salida de cada altavoz agrupndolos de forma que se separe baja, media y alta frecuencia.

Por lo general, los line array tienen poca cobertura en vertical (entre 5-10) y gran cobertura en vertical (entre 100 y 120 ), por lo que se van colocando uno encima del otro para cubrir toda la zona de audiencia.

Figura 54. Line arrays en un concierto


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Una caracterstica fundamental que deben cumplir los line arrays es la de estar correctamente colocados, es decir, controlar la

directividad vertical, as la energa sonora se centra en el pblico y no se pierde por encima de la audiencia.

Tambin pueden colocarse en lnea horizontal. Es el caso normalmente de los woofers a lo largo del escenario.

Otra caracterstica fundamental es que al juntar los altavoces como hemos dicho anteriormente acsticamente interfieren constructivamente, y dicha energa tiene que ser uniforme a lo largo de toda la audiencia.

Para colocar adecuadamente los line array se deben leer detenidamente las instrucciones proporcionadas por el fabricante.

Figura 55. Line Array


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VII. Entender cmo han sido diseadas las mejores salas de conciertos del mundo


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VII.I. Parmetros:

En primer lugar definimos varios de los parmetros ms importantes a la hora de disear salas de concierto, teatros, operas o salas multiusos.

VII.I.I. Early decay Time:

El EDT es un parmetro subjetivo relacionado con el grado de viveza de una sala y con el tiempo de reverberacin. Se recomienda que el valor medio de los EDT correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1000 Hz sea del mismo orden que el Tmid para garantizar una buena difusin del sonido. En la curva del tiempo de reverberacin podemos distinguir varias cadas:

El EDT equivale al T10, y se define como 6 veces el tiempo que se tarda desde que el foco emisor deja de radiar hasta que el nivel de presin acstica cae 10 dB. El T20 es 3 veces el tiempo que se tarda desde que el foco emisor deja de radiar hasta que el nivel de presin acstica cae 20 dB. Por ltimo el T30 es 2 veces el tiempo que se tarda desde que el foco emisor deja de radiar hasta que el nivel de presin acstica cae 30dB.

Idealmente, lo que ocurre con la cada del tiempo de reverberacin es lo siguiente:

Figura 56. EDT


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El EDT es un parmetro subjetivo relacionado con el grado de viveza de una sala y con el tiempo de reverberacin.

El T20 se utiliza en salas de poco volumen para comparar niveles de presin sonora y para medidas de correccin de aislamiento acstico en edificacin. Es el que ms se parece a la respuesta del odo humano. Por ltimo el T30 es el preciso, se utiliza para medidas de auditorios.

Por lo tanto, los valores recomendados en ingeniera acstica corresponden a los recomendados para el tiempo de reverberacin.

VII.I.II. STI:

El STI, es un parmetro asociado a la inteligibilidad de la palabra. STI=1 significa que la inteligibilidad es total; STI=0 significa que la inteligibilidad es nula. Se calcula a partir de la reduccin de los ndices de modulacin de la voz debido a la existencia de reverberacin y ruido de fondo en la sala.

El parmetro RASTI es un parmetro que surge de la simplificacin del STI para reducir as el tiempo de clculo. Se calcula reduciendo el nmero de bandas de octava y de frecuencias de modulacin.

Uno de los mtodos para evaluar la inteligibilidad de la palabra es utilizar pruebas subjetivas. Una de ellas consiste en que un locutor dicta una lista de palabras.

Los oyentes apuntan estas palabras y el nmero de aciertos reflejara la calidad de inteligibilidad de la palabra en esa sala.

Normalmente esta prueba se utiliza para evaluar la acstica de una sala destinada a conferencias, evaluar sistemas electroacsticos o evaluar un sistema de intercomunicacin a distancia.


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Los valores recomendados en ingeniera acstica para el parmetro RASTI son superiores a 0.6. Por el contrario no habr una buena inteligibilidad de la palabra.

Los valores recomendados en ingeniera acstica para el parmetro STI estn entre -14 y 12.5 dB. (Ver apartado IV.III)

VII.I.III. Claridad de la voz C50:

La claridad de la voz, C50 es un parmetro relacionado con la inteligibilidad del mensaje oral. Compara la energa que llega del sonido en las primeras reflexiones con las que llegan ms tarde y muestra el grado de separacin entre los diferentes sonidos de un mensaje oral.

Los valores recomendados en ingeniera acstica para el parmetro C50 estn por encima de los 2 dB. Si el valor calculado de este parmetro est por debajo de los 2 dB, el mensaje oral emitido resultara confuso.

Figura 57. EDT


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VII.I.IV. Sonoridad G:

La sonoridad es la diferencia entre el nivel producido por una fuente en un punto de la sala y la misma fuente emitiendo con la misma potencia dentro de una cmara anecoica en el punto situado a 10 metros de distancia.

La fuerza sonora o sonoridad refleja el grado de amplificacin producido por una sala. Adems como la sonoridad est relacionada con la difusin del sonido, el parmetro refleja tambin la espaciosidad de la sala. Normalmente se utiliza en recintos destinados a la msica

Para calcular este parmetro normalmente se realizan dos mediciones en dos posiciones diferentes: Colocando la fuente sonora con un ngulo de 0 (posicin frontal) y con un ngulo de 90 (posicin lateral).

En las siguientes imgenes se muestra un ejemplo de la medida de este parmetro. En el primer caso la distancia entre el altavoz y el micrfono es 10m, y se sitan en una sala. En el segundo caso, la sala es anecoica y la distancia entre el altavoz y el micrfono sigue siendo 10m.

Figura 58. Sonoridad en una sala real


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Los valores recomendados para el parmetro G en ingeniera acstica estn entre 4 y 5.5 dB, en el caso de salas de conciertos vacas. Es decir, que la variacin del sonido en toda la sala no supere los 1.5 dB. Por el contrario nos encontraremos con una gran amplificacin o poca amplificacin del sonido en las diferentes zonas de la sala.

VII.I.V. Eficiencia lateral LF:

El parmetro LF puede ser fsicamente entendido como la relacin de energa que llega lateralmente al oyente en los primeros 80 ms, obtenida mediante un micrfono con patrn en forma de ocho, y la energa recibida por un micrfono omnidireccional en la misma posicin, es decir que llega al oyente en todas las direcciones durante el mismo intervalo de tiempo.

Cuanto mayor sea este parmetro LF, mayor ser el grado de espaciosidad del sonido. Por lo tanto reflefa el grado de espaciosidad del sonido.

Los valores recomendados en ingeniera acstica son superiores a 0.19 para el caso de salas vacas. De esta forma la sensacin de espaciosidad ser mayor y mejor resultar la valoracin subjetiva de la calidad acstica de la sala.

Figura 59. Sonoridad en una sala anecoica


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VII.I.VI. Calidez acstica (BR):

Se define calidez acstica como la relacin existente entre el tiempo de reverberacin a frecuencias graves y el tiempo de reverberacin a frecuencias medias:

BR = #$#$#$#$

(Graves)

Los valores recomendados son: BR 1.1 para salas ocupadas

VII.I.VII. Brillo (Br):

Se define como la relacin entre el tiempo de reverberacin a frecuencias agudas y el tiempo de reverberacin a frecuencias medias:

BR = #$#$#$#$

(agudos)

Los valores recomendados son: '( 0.87 para salas de conciertos ocupadas.

VII.I.VIII. Claridad musical (C80):

Se define como la relacin existente entre la energa sonora que llega al oyente durante los 80 ms desde la llegada del sonido directo y la que llega despus de los 80ms. La unidad de medida es el dB:

C80 = ,./01 21341 563 783

,./01 1 1/49/ :. 563 783 (dB)

Los valores recomendados son:

4 >7 0 ?@'A; para salas vacas.

2 >7 2 ?@'A; para salas ocupadas.

El C80 es el promedio de las bandas de 500Hz, 1kH y 2kHz.


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VII.III. Royal Albert Hall, Londres:

El famoso Royal Albert Hall, ha sufrido mltiples cambios desde su construccin.

Con forma de anfiteatro y un volumen de 86650m3 (unas 10 veces ms que cualquier pera Europea) est diseado por capas y salas circundantes como se muestra en la siguiente imagen. Para cubrir la inmensa rea del techo se coloc una estructura de vidrio sobre un armazn de hierro.

Figura 60. Plano del Royal Albert Hall


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Podemos distinguir 5 etapas desde su construccin hasta el momento de la inauguracin final en 1971:

1. La primera actuacin que recogi el Royal Albert Hall fue un discurso del Prncipe de Wales. El resultado, comentado por el peridico The Times, fue un discurso destacado por el gran eco que despertaba de todos los lugares, y se repetan las palabras llegando incluso a un tono burln. Para solventar este problema, se coloc un velarium (especie de toldo usado en la poca del imperio romano) de tela estirado a lo largo de la cpula. Pero no se consigui eliminar este eco.

2. El siguiente intento de eliminar el eco en el Royal Albert Hall fue colocar una malla de cables (en forma de redes de conejos) a travs del hall. Pero de nuevo fueron simples deducciones.

Figura 61. Vista en planta del Royal Albert Hall


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3. En 1941 estaba programada una nueva actuacin (Promenade Concert) en la cual, durante los preparativos tomaron la decisin de instalar reflectores sobre la orquesta. Este reflector elimin muchos de los caminos del eco.

4. Despus de unos aos, se opt por eliminar el velarium de tela y colocar aluminio estirado en el interior de la cpula acompaado de lana mineral. Sin embargo, incluso con estos cambios, el eco secundario todava permaneca.

5. Solamente se consigui eliminar el eco por completo sobre el ao 1970, cuando se instalaron unos platillos flotantes suspendidos sobre el techo.

A pesar de esto, las primeras reflexiones originadas por los

platillos suspendidos, generan un mayor nivel sonoro en los asientos colocados a mayor altura.

Figura 62. Platillos flotantes instalados en el Royal Albert Hall


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Con todas estas modificaciones, el Royal Albert Hall fue judgado subjetivamente como el menos claro, el ms reverberante el menos ntimo y el ms tranquilo.

Por ltimo, objetivamente el Royal Albert Hall qued definido con un largo tiempo de reverberacin y un bajo nivel de presin sonora. El tiempo de reverberacin con la sala ocupada, resulta bastante largo para las medias frecuencias y la claridad resulta todava ms alta de lo esperada.

Para finalizar, se muestran a continuacin varias grficas de estos resultados objetivos:

Figura 63. Caractersticas objetivas, Royal Albert Hall

guia_ingenieria_acustica-libre.pdf

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