principios de acustica

Curso bsicoprincipios de acstica

Bejar, noviembre 2013

Stefano PedersoliRaquel Sorribas Panero

20

n

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e

sonido y percepcinque es el sonido y como funciona el odo

parmetros del sonidocomo describir el sonido

parmetros de medidacomo medir el sonido

clculos bsicoscomo calcular niveles sonoros globales

administracin y ruidocompetencias de las administraciones

naturaleza del sonidosonido y presin sonora

formacin de la onda sonora

anatoma del odo humanoconformacin del odo

efectos de la exposicin al ruido

introduccin al decibeliomedida logartmicaescala de valores

1

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y

3

naturaleza del sonido

que es el sonido?es una sensacin auditiva debidaa ondas sonoras producidas porla vibracin de un cuerpo

fuente sonoramedio de transmisinodoCREACINPROPAGACINRECEPCIN

4

5formacin de la onda sonora

un objeto viene golpeado y vibra

las oscilaciones desplazan el aire a su alrededor

el movimiento se transmite a otras molculas

la onda llega hasta el receptor


6


7

sonido y presin sonora

8

anatoma del odo humano

9

odo externo

funciones:1. recibir y encauzar las ondas

sonoras hacia el odo medio2. proteger el odo medio minimizando

la distancia con el cerebro

A

B

A. pabelln auricularB. conducto auditivo

10

odo medio

funciones:1. transformar las ondas sonoras en

movimientos mecnicos2. transmitir el movimiento al odo

interno amplificando las ondas sonoras

A. tmpanoB. huesecillos

C. trompa de eustaquio

A

B

C

11

odo internoA. cclea/caracol

A

funciones:1. transformar los movimientos

mecnicos en impulsos elctricos2. dirigir las seales elctricas hacia

el cerebro

12

funcionamiento del odo

13

funcionamiento del odo

14

efectos fisiolgicos auditivos

presbiacusiaperdida auditiva natural con la edad

trauma acsticoimpactos y explosiones

msica, ruido, trabajo

efectos de otras sustanciasperdida auditiva debida al empleo demedicamentos ototxicos

daos irreversibles

daos irreversibles a largo plazo

daos reversibles en el breve tiempo

15

presbiacusia

perdida media auditiva en las mujeres16

presbiacusia

perdida media auditiva en los hombres

17

presbiacusia

18

perdida auditiva natural con la edad que provoca un paulatino desplazamiento del umbral de audicin

1)empieza entorno a los 30 aos

2)ms acentuada en los hombres

3)perdida auditiva paulatina e irreversible

4)ms acentuada en altas frecuencias

desplazamiento temporal del umbral

trauma acstico dao reversible

19

trauma acstico dao irreversible

20

desplazamiento permanente del umbral

evolucin audiomtrica tpica


21

22

evolucin audiomtrica tpica

hipoacusia (a) (b) (c)perdida de audicin en frecuencias no utilizadas en la vida de relacin, o de ser de poca intensidad, y que no producen una sensacin subjetiva de anormalidad

sordera (d)perdida subjetiva de audicin que dificulta la vida de relacin

cofosis (e)perdida total de audicin


trauma acstico

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perdida auditiva debido a un trauma que provoca un repentino desplazamiento del umbral de audicin de forma permanente

1)puede causar pitidos, torpeza auditiva ytambin sordera

2)comienza en frecuencias altas

3)depende de la susceptibilidad del individuo

4)depende del nivel sonoro del sonido, de suespectro y del tiempo de exposicin

efectos no fisiolgicos

efectos laborales1)interferencia con la comunicacin hablada2)dificultad de concentracin3)enmascaramiento de seales de alarma

efectos psicolgicos1)efectos negativos sobre el descanso y el sueo2)mal estado de animo, ansiedad y stress3)cambios de humor y distraccin

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introduccin al decibelio

25

el decibelio (dB) es la decima parte del Belio, as llamado en honor a Alexander Graham Bell.

cualquier cantidad podra medirse en decibelios, por ejemplo el nivel de estatura humana:


26

el decibelio se emplea haciendo referencia a la presin del aire (Pa) medida respecto a una presin de referencia (P0)


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porque se usa una medida logartmica?

1)porque la sensibilidad que presenta el odohumano a las variaciones de la intensidadsonora sigue una escala logartmica y no lineal

2)porque se tiene que abarcar un rango devalores con grandes diferencias desde 20Pahasta 200Pa

medida logartmica

28

sensibilidad del odo sigue una escala logartmica

ley psicofsica de Weber-Fechnerestablece una relacin cuantitativa entre la magnitud de un estimulo fsico y como este es percibido por el hombre

estimulo fsico

sensacin producidarelacin

vistaodo

medida logartmica

29

medida logartmica

30

abarcar un gran rango de valores

en otros campos se emplean escalas logartmicas:

fenmeno valor medido escala de medicin smbolo

terremotos energa liberada escala Richter ML

acidez actividad de iones de hidrogenopotencial de hidrogeno pH

sonido presin sonora decibelio dB

medida logartmica

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medida logartmica

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2

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intensidadcuanto fuerte es el sonido

frecuenciacual es la tonalidad del sonido

tiempocomo vara el sonido en el tiempo

tipologa de sonidoscomo se puede clasificar un sonido

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intensidad

pregunta:

cuanto fuerte es el sonido?

descriptor:nivel de presin sonora (NPS)se expresa en Decibelios (dB)

describe la fuerza del sonido cuando llega al odo

-3 dB sonido bajo

sonido original

+ 3 dB sonido alto

36

250 Hz tono grave

1000 Hz tono medio

3500 Hz agudo

frecuencia

pregunta:

cuanto cual es la tonalidad del sonido?

descriptor:espectro frecuencialse expresa en Hercios (Hz)

describe cuanto es grave o agudo un sonido

37

frecuencia

38

frecuencia

39

frecuencia

40

frecuencia

41

continuo uniforme

continuo fluctuante discontinuo

tiempo

pregunta:

como varia el sonido en el tiempo?

descriptor:variacin de nivel de presin sonora en el tiempose expresa en segundos (s)

describe la variacin del sonido en el tiempo

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tipologa de sonidos

con respecto a su variacin en el tiempo se pueden clasificar los ruidos como:

ruido continuoes aquel ruido que se manifiesta ininterrumpidamente durante ms de cinco minutos

ruido discontinuoes aquel ruido que se manifiesta de manera espordica y tiene una corta duracin

43

tipologa de sonidos

ruido continuo-uniformees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica se mantiene constante o bien los lmites en que vara difieren en menos de 3 dBA

ruido continuo-variablees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica vara entre unos lmites que difieren entre 3 y 6 dBA

ruido continuo-fluctuantees aquel ruido continuo cuyo nivel de presin acstica vara entre unos lmites que difieren en ms de 6 dBA

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3

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s

nivel de presin sonoracuales son los indicadores que seemplean para describir un sonido

ponderaciones frecuencialesque son las curvas de ponderacin

y como se emplean

nivel de presin sonora (NPS)

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existen diferentes indicadores que son importantes en la definicin del nivel de presin sonora:

nivel instantneo Lp SPL

nivel pico mximo Lpeak max nivel pico mnimo Lpeak min nivel continuo equivalente Leq nivel de exposicin sonora LE SEL

nivel mximo Lmax nivel mnimo Lmin

ponderacin temporal

existen 2 ponderaciones temporales que difieren por la promediacin de los valores medidos en el tiempo

promediacin linealpromedia por igual toda la seal acstica registrada a lo largo del tiempo de medicin

Lp Lpeak max Lpeak min Leq LE SEL

promediacin exponencialse da mayor importancia a las ultimas seales registradas con respecto a las mas antiguas

Lmax Lmin

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nivel instantneo (Lp) o (SPL)

es el nivel de presin sonora muestreado durante el segundo anterior a la actualizacin de la pantalla del sonmetro

parmetro mas habitual que presentan los sonmetros en sus pantallas en tiempo real

47

nivel instantneo (Lp) o (SPL)

48

nivel pico mximo (Lpeak max)

es el nivel de presin sonora instantneo mximo registrado desde el comienzo de la medida

nivel pico mnimo (Lpeak min)es el nivel de presin sonora instantneo mnimo registrado desde el comienzo de la medida

49

nivel pico (Lpeak max) y (Lpeak min)

50

nivel continuo equivalente (Leq)

es el nivel del cuadrado de la presin sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medicin

51

promedio de los valores a lo largo del tiempo de medicin

suma de todos los valores P/P0durante el tiempo de medicin


52


53

el nivel continuo equivalente Leq tiene la misma cantidad de energa sonora que el ruido variable en el mismo periodo de tiempo

las dos areas grises son energticamente equivalentes

nivel de exposicin sonora (LE)

es el nivel del cuadrado de la presin sonora promediado a lo largo del intervalo de tiempo de la medicin pero reconducido a la duracin de T0=1 segundo

54

promedio de los valores a lo largo del tiempo estndar de 1 segundo

nivel de exposicin sonora (LE)

55

nivel de exposicin sonora(LE)(SEL)

56

el nivel de exposicin sonora LE o SEL tiene la misma cantidad de energa sonora en un segundo que el ruido variable

las dos areas grises son energticamente equivalentes

57

ndices ponderacin lineal

nivel mximo (Lmax)

es el nivel de presin sonora mximo de una serie de valores promediados en un pequeo arco de tiempo

nivel mnimo (Lmin)es el nivel de presin sonora mnimo de una serie de valores promediados en un pequeo arco de tiempo

58

nivel mximo y mnimo (Lmax) (Lmin)

59

60

tiempo medicin

61

ponderaciones frecuenciales

el odo humano no es igual de sensible a sonidos con diferentes tonalidades

tratando de aproximarse lo ms posible al comportamiento del odo humano unos estudios han trazado las curvas de nivel de igual sonoridad

bajasfrecuencias

frecuenciasmedias

altasfrecuencias

pocasensibilidad

mximasensibilidad

pocasensibilidad

62


curvas isofnicas de Fletcher y Munson

63


las curvas de ponderacin se han creado para aproximar los instrumentos de medicin a la respuesta del odo humano

dBnivel de

presin sonora

dBcon ponderacinfrecuencial

describenel fenmeno fsico

describen los niveles de sonoridad existentes

se acerca la medicin a la sensacin humana

64


curva de igual sonoridad de 40 phonios

65


la curva de ponderacin A se crea a partir de la curva

isofnica de 40 phonios

66


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A

B

C

D

Z

sonidos de bajo nivel de presin acsticaempleada para ruido ambiental, industrial, de fondo

sonidos de nivel de presin acstica intermedioempleada para mediciones de niveles de escucha musical

sonidos de alto nivel de presin acsticaempleada para mediciones de bajas frecuencias

sonidos de muy alto nivel de presin acsticaempleada para ruidos aeronuticos

ningn tipo de ponderacinlos valores medidos no sufren ninguna correccin

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ponderacin frecuencial A

69

ponderacin frecuencial A

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ponderacin frecuencial C

71

ponderacin frecuencial C

72

ponderaciones frecuenciales A y C

73

ponderaciones frecuenciales A y C

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resumen ndices y ponderaciones

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4

b

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c

o

s

c

l

c

u

l

o

s

operaciones con logaritmoscomo ejecutar clculos sencillos

con logaritmos

tablas de ayudaherramientas de ayuda para

el calculo de niveles globales

ejemplos prcticoscalculo de niveles globales paso a paso

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sumas y restas energticas

siendo los niveles sonoros valores logartmicos, sumas y restas entre decibelios no son sencillas

Ltotal L1 + L2 58 + 51 = 109

fuente sonora 1 L1 = 58 dBfuente sonora 2 L2 = 51 dB

Ltotal L1 - L2 58 - 51 = 7

=

=

=59 dB

=57 dB

77

sumas energticas

78

sumas energticas

Ltotal L1 + L2 58 + 51 = 109


=

79

sumas energticas

Ltotal = L1 + L1 = L1 + 3 dB

Ltotal

L1

L1

80

restas energticas

81

restas energticas

Ltotal L1 + L2 58 - 51 = 7


=

82

restas energticas

Ltotal = (L1 + 3) - L1 = L1

L1

(L1 + 3)

Ltotal Ltotal

L1

suma de nivelesL1 = 55,4 dBL2 = 62,9 dB

Lt = ?

83

L1 = 55,4 dBL2 = 62,9 dBDL = 7,5 dBL+ = 1,3 dBLt = 64,2 dB

suma de niveles

84

diferencia de nivelesLfuente+fondo = 75,8 dBLfondo = 72,3 dB

Lfuente = ?

85

Lfuente+fondo = 75,8 dBLfondo = 72,3 dBDL = 3,5 dBL-= 2,6 dB

Lfuente = 73,2 dB

diferencia de niveles

86

promedio de nivelesL1 = 83,8 dBL2 = 76,3 dB

Lpromedio = ?

87

L1 = 83,8 dBL2 = 76,3 dBDL = 7,5 dBL+ = 6,8 dBLt = 83,1 dB

promedio de niveles

88

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ejemplo 1

90

ejemplo 1

91

ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 1

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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ejemplo 2

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conclusiones sobre los ejemplos

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5

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a

d

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r

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n

legislacin sobre ruidomarco normativo sobre ruido ambiental

administraciones y ruidocompetencias y actividades de las

Administraciones Publicas respecto al ruido

control de actividadesespecificaciones para realizar

mediciones acsticas de actividades

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legislacin sobre ruido

Europea

Directiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo

Estatal

Ley 37/2003, del Ruido

Real Decreto 1513/2005desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a la evaluacin y gestin del ruido ambiental

Real Decreto 1367/2007desarrollo de la Ley 37/2003 en lo referente a zonificacin acstica, objetivos de calidad y emisiones acsticas

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legislacin sobre ruido

Autonmica

Ley 5/2009, del ruido de Castilla y Len

AyuntamientoOrdenanza municipal para la proteccin del ambiente contra las perturbaciones por la contaminacin acsticaregula la actuacin municipal para la proteccin del ambiente contra las perturbaciones por la contaminacin acstica dentro del municipio de Bjar

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administraciones publicas y ruido

articulo 25 de la Ley 5/2009

las Administraciones Pblicas competentes velarn para que:

a) se adopten todas las medidas adecuadas de prevencin de la contaminacin acstica

b) no se supere ningn valor lmite aplicable

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articulo 25 de la Ley 5/2009

las Administraciones Pblicas competentes aplicarn las previsiones contenidas en la legislacin sobre:

a) actuaciones relativas a la autorizacin ambiental y a la autorizacin de inicio de la actividad.

b) actuaciones relativas a la evaluacin de impacto ambiental

c) actuaciones relativas a la licencia ambiental y a la licencia de apertura

d) actuaciones relativas a la concesin de licencia de primera ocupacin de un edificio

e) resto de las autorizaciones, licencias y permisos que habiliten para el ejercicio de actividades o la instalacin y funcionamiento de equipos y mquinas susceptibles de producir contaminacin acstica

administraciones publicas y ruido

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control acstico en edificacin

articulos 28 y 29 de la Ley 5/2009

art 28 - condiciones acsticaspreviamente a la concesin de nuevas licencias de construccin de edificaciones destinadas a viviendas, usos hospitalarios, asistenciales, educativos o culturales, el promotor deber presentar un estudio acstico que determine los niveles sonoros ambientales existentes en la parcela donde se ubicar el edificio.

art 29 - comprobaciones acsticaspara obtener la licencia de primera ocupacin de un edificio, el promotor deber presentar un informe de ensayo que justifique que se cumple in situ con los aislamientos acsticos exigidos

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control acstico de actividades


art 30. actividades y proyectos sujetos a autorizacin ambiental, licencia ambiental o evaluacin de impacto ambientalse presentar un proyecto acstico junto a la correspondiente solicitud de autorizacin o licencia ambiental

art 31. obras de construccinLa medicin de los niveles sonoros en el exterior se realizar a 5 metros de distancia de la ubicacin de la obra o en el exterior del recinto afectado por la obra, y en ningn momento podrn sobrepasarse los 90 dB(A)

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art 32. infraestructuras

art 33. locales en los que se produzcan ruidos de impacto

art 34. equipos y maquinaria

art 35. actividades de carga, descarga y reparto

art 36. limpieza viaria y recogida de residuos

art 37. contenedores

art 38. fuentes sonoras domsticas

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art 39. animales domsticos

art 40. espacios destinados a reuniones, espectculos o audiciones musicalesen el interior de cualquier espacio, abierto o cerrado, destinado a espectculos o audiciones musicales, como discotecas, salas de fiesta y similares, se prohbe la superacin de un nivel de presin acstica de 95 dB(A)

cuando se autorice por la Administracin Pblica la superacin de un valor de 90 dB(A), en el acceso del referido espacio se colocar un cartel con la leyenda:el acceso y permanencia continuados en este recinto puede producir daos permanentes en el odo, por superarse en su interior un nivel de presin sonora de 90 dB(A)

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art 41. actuaciones en la va pblica

art 42. sistemas de alarma y vigilancia

art 43. emisin musical desde vehculos

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1. lmite de emisinninguna instalacin, establecimiento o actividad podr emitir ms de 95 dB(A) a 1,5 m. de distancia

2. lmite de inmisin en exterioresninguna instalacin, establecimiento o actividad podr transmitir al exterior niveles sonoros superiores a los indicados en el siguiente cuadro

rea receptora exteriorLAeq 5 s dB(A)

da 8h-22h noche 22h8htipo 1. rea de silencio 50 40

tipo 2. rea levemente ruidosa 55 45tipo 3. rea tolerablemente ruidosa: uso oficinas o servicios y comercial

uso recreativo y espectculos60 63

50 53

tipo 4. rea ruidosa 65 55


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protocolo de medicin

en general

la evaluacin se llevar a cabo en el lugar en que su valor sea ms alto y en el momento y situacin en que las molestias sean ms acusadas

el equipo de medida se colocar sobre un trpode, salvo en las mediciones que no permitan su utilizacin

se realizarn al menos 3 medidas del LAeq dB(A) de 5 segundos cada una y cada medida separada 3 minutos de la anterior

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en exteriores

al menos 3 posiciones de medida distintas

se mide a 1,5 metros de las fachadas o lmites de las propiedades afectadas o, con carcter excepcional, a 0,5 metros de una ventana abierta


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en viviendas

al menos 3 posiciones de medida distintas

en dormitorios con puertas y ventanas cerradas

guardar una distancia superior a 1 metro respecto a los cerramientos, si no es posible se mide en el centro de la habitacin

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LAeq,Tnivel de presin sonora continuo equivalente ponderado A

LKeq,Tnivel de presin sonora continuo equivalente ponderado A corregido por componentes tonales, de baja frecuencia o impulsivas

LKeq,T = LAeq,T + Kt + Kf + Kise aplica LKeq,T cuando en el proceso de medicin de un ruido se detecte la presencia de:

Kt componentes tonales emergentesKf componentes de baja frecuenciaKi ruido de carcter impulsivo


125

Ktparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de componentes tonales emergentes


126

Kfparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de componentes de baja frecuencia


127

Kiparmetro de correccin que evalua la molestia por la presencia de ruido de caracter impulsivo


128

gracias porvuestra atencin

Stefano PedersoliRaquel Sorribas Panero

principios de acustica

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