t e m a “acondicionamiento acÚstico y refuerzo sonoro de …

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

“ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO Y

REFUERZO SONORO DE LA PARROQUIA

DEL SAGRADO CORAZÓN DE JESÚS”

T E M A

T E S I S

PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y

ELECTRÓNICA

PRESENTA

MAESTRO JORGE VÍCTOR MANUEL

ASESORES

ING. XUNAXI GUADALUPE. DE LA CRUZ CARTAS

M. en I. RICARDO ANDRÉS FRANCO PÉREZ

ARQ. JORGE BENJAMÍN MARTELL PONCE DE LEÓN

CIUDAD DE MÉXICO JUNIO 2016

Agradecimientos A Dios

Por darme la existencia en esta vida, por siempre estar cerca de mí.

A mi Madre

Por ser siempre esa persona que me ha apoyado en todo momento y ocasión, por

enseñarme a luchar y llegar a la meta por difícil que sea el camino, por su

paciencia y comprensión, por sus sabios consejos, por su amor incondicional.

A mi Hermana

Por ser mi compañera incondicional en la vida.

A mi Abuelita

Por haber sido, un pilar importante en mi formación, por enseñarme a creer, por tus

cuidados, por tu cariño incondicional, y aunque ya no estés físicamente conmigo,

estuviste presente en mis pensamientos al realizar este trabajo.

A mi Familia

A mis tíos y primos por todo su apoyo en mi trayectoria escolar y vida personal.

A mis Asesores

Por confiar en mí, por ayudarme en la construcción de este proyecto.

A la Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús

Por permitirme realizar este proyecto en sus instalaciones, por permitirme una

formación también humana acercándome a la Escuela Pía.

A todos, muchas gracias

Instituto Politécnico Nacional - ESIME

Acondicionamiento acústico y refuerzo sonoro de la Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús

II

Rediseñar las condiciones acústicas actuales de la Parroquia del Sagrado Corazón de

Jesús. Proponiendo la adquisición de nuevos equipos y colocación de materiales que

beneficien la acústica del recinto.

Desarrollar e implementar el acondicionamiento acústico en dicho recinto, tomando en

cuenta las condiciones actuales en el cual se realizará un estudio acústico para encontrar

las necesidades más importantes.

Se contemplará también un refuerzo sonoro para mejorar la inteligibilidad de la palabra en

el recinto, teniendo satisfactoriamente un recinto acondicionado y sonorizado.



III

La importancia de este proyecto radica en la necesidad en satisfacer las necesidades de un

sector de la sociedad que asiste a los servicios religiosos que presta el recinto. El recinto

presenta insuficiencias de transmisión sonora con altos tiempos de reverberación por causa

de los materiales reflejantes con los que está construido en su interior, así como el

entendimiento de la palabra es encarecido en ciertos puntos.

La palabra hablada es uno de los fenómenos más importantes para el hombre en el ámbito

de las comunicaciones y las relaciones con los demás individuos.

La capacidad de reproducir sonidos que puedan ser interpretados por los oyentes en un

proceso de intercambio de información, es un aspecto muy importante en las áreas de la

acústica y la electroacústica, ya que es materia de estas disciplinas el mejoramiento de las

características de reproducción, acondicionamiento y captación de las señales sonoras

producidas por la voz.



IV

Contenido Objetivo General ................................................................................................................................................. II

Objetivos Particulares ........................................................................................................................................ II

Justificación ........................................................................................................................................................ III

Introducción ........................................................................................................................................................ 1

Capítulo I: Antecedentes Históricos

1.1 Historia de la acústica arquitectónica ................................................................................................... 3

1.2 La acústica arquitectónica de la antigüedad ......................................................................................... 4

1.3 La acústica de las Iglesias ..................................................................................................................... 6

1.3.1 El surgimiento del canto gregoriano ........................................................................................ 7

1.3.2 EL origen del púlpito ................................................................................................................. 8

Capítulo II: Marco Teórico

2.1 El Sonido .............................................................................................................................................. 10

2.2 Propiedades subjetivas del sonido ...................................................................................................... 10

2.2.1 Intensidad sonora .................................................................................................................. 10

2.2.2 Factores que determinan la intensidad del sonido ............................................................... 12

2.2.3 Altura ..................................................................................................................................... 14

2.2.4 Timbre ................................................................................................................................... 15

2.3 Propagación del sonido ....................................................................................................................... 17

2.4 Fenómenos físicos que afectan la propagación .................................................................................. 18

2.4.1 Transmisión ........................................................................................................................... 18

2.4.2 Absorción ............................................................................................................................... 18

2.4.3 Reflexión ................................................................................................................................ 19

2.4.4 Refracción .............................................................................................................................. 19

2.4.5 Difracción ............................................................................................................................... 20

2.4.6 Difusión ................................................................................................................................. 20



V

2.5 Acondicionamiento Acústico ................................................................................................................ 21

2.5.1 Campo sonoro en un recinto ................................................................................................. 21

2.5.2 Reverberación ....................................................................................................................... 23

2.5.3 Materiales .............................................................................................................................. 24

2.5.3.1 Clasificación de los materiales ............................................................................. 25

2.5.3.2 Definición de los tipos de materiales ................................................................... 25

Materiales Porosos………………………………………………………………………………………………25

a) Materiales porosos-rígidos…………………………………………………………………………..26

b) Materiales porosos-elásticos………………………………………………………………………..27

Materiales para Argamasa……………………………………………………………………………………27

Sistemas de paneles perforados…………………………………………………………………………..28

Sistemas de paneles rígidos………………………………………………………………………………….29

Absorbentes suspendidos…………………………………………………………………………………….30

2.5.3.3 El Coeficiente de absorción .................................................................................. 32

2.5.4 Refuerzo sonoro ..................................................................................................................... 33

2.5.4.1 Sonido directo ...................................................................................................... 33

2.5.4.2 Sonido reverberante ............................................................................................ 33

2.6 Ruido ambiental................................................................................................................................... 34

2.6.1 Índices de valoración de ruido ............................................................................................... 35

2.7 Curvas de valoración NC ...................................................................................................................... 36

Capítulo III: Desarrollo

3.1 Ubicación del recinto ........................................................................................................................... 40

3.2 Características del recinto ................................................................................................................... 43

3.2.1 Medidas del recinto ................................................................................................................ 43

3.2.2 Materiales del recinto ............................................................................................................ 44

3.3 Condiciones iniciales del recinto ......................................................................................................... 44

3.4 Niveles de ruido del recinto ................................................................................................................. 49



VI

3.5 Tiempos de reverberación óptimos ..................................................................................................... 52

3.6 Cálculos de los tiempos de reverberación ........................................................................................... 55

3.7 Medición de los tiempos de reverberación ......................................................................................... 56

3.8 Propuesta a la solución del problema ................................................................................................. 63

3.8.1 Propuesta de acondicionamiento acústico ............................................................................ 63

3.8.2 Solución al tiempo de reverberación ..................................................................................... 66

3.8.3 Propuesta de refuerzo sonoro ............................................................................................... 67

3.8.3.1 Audio distribuido: Sistema de línea de 70V ......................................................... 67

3.8.3.2 Funcionamiento del sistema ................................................................................ 67

3.8.3.3 Conexión .............................................................................................................. 68

3.8.3.4 Líneas de alta tensión .......................................................................................... 69

3.8.3.5 Desventajas .......................................................................................................... 70

3.8.3.6 Cálculo .................................................................................................................. 70

3.8.4 Elección del sistema de megafonía ........................................................................................ 71

Capítulo IV: Costos

4.1 Materiales utilizados............................................................................................................................ 79

4.2 Proyecto y mano de obra .................................................................................................................... 80

Anexos .................................................................................................................................................. 81

Apéndice ............................................................................................................................................... 90

Conclusiones ......................................................................................................................................... 98

Bibliografía y Referencias .................................................................................................................... 100



1

Durante siglos, las multitudes se concentraban en lugares específicos para escuchar

mensajes de todo tipo; políticos, culturales, religiosos, entre otros.

Dichos lugares fueron evolucionando para cumplir con los nuevos retos que se presentaban

a lo largo de la historia; permitiendo a científicos estudiar estos espacios en un campo más

específico: la Acústica.

Wallace Clement Sabine, físico Americano, es considerado el padre de la Acústica

Arquitectónica, una rama que nos permite estudiar, diseñar y en su caso, rediseñar la

acústica de los recintos, teniendo así una buena sonoridad de algún recinto en específico.

Muchos recintos carecen de los elementos básicos de la Acústica Arquitectónica aplicados,

viéndose afectado el sector social que atienden, se ven afectados principalmente en la

inteligibilidad de la palabra, tal es el caso de la Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús,

lugar ubicado en la Colonia Progreso Nacional, Delegación Gustavo A. Madero, en la zona

norte de la Ciudad de México.

Este recinto es el objeto de estudio de este proyecto, que data con una antigüedad de poco

más de 50 años, modificada en su estructura en dos ocasiones a lo largo de su historia, sin

tener en consideración una buena sonoridad, en aquellos años era un espacio pequeño y

poca afluencia de personas, era eficaz su acústica interior.

Los años han pasado, el recinto creció y la población también, la ausencia de óptimas

condiciones en la acústica interior se volvió una necesidad, pues el mensaje transmitido

carece de inteligibilidad.

Teniendo como prioridad la satisfacción de la necesidad que acontece en el recinto se

buscarán las soluciones indispensables para llevar el proyecto a una conclusión

satisfactoria.



2

Capítulo I

Antecedentes

Históricos



3

Capítulo I: Antecedentes Históricos

1.1 Historia de la Acústica Arquitectónica

La acústica arquitectónica es una rama de la acústica aplicada a la arquitectura, que estudia

el control acústico en recintos y edificios, bien sea para lograr un adecuado aislamiento

acústico entre diferentes recintos, o para mejorar el acondicionamiento acústico en el

interior de recintos.

La Acústica Arquitectónica estudia los fenómenos vinculados con una propagación

adecuada, fiel y funcional del sonido en un recinto, ya sea una sala de concierto, un estudio

de grabación, auditorios, salas de juntas, incluso recintos religiosos. Esto involucra también

el problema de la aislación acústica. Las salas dedicadas a una aplicación determinada (por

ejemplo para la grabación de música, para conferencias o para conciertos) deben tener

cualidades acústicas adecuadas para dicha aplicación. Por cualidades acústicas de un

recinto entendemos una serie de propiedades relacionadas con el comportamiento del

sonido en el recinto, entre las cuales se encuentran las reflexiones tempranas, la

reverberación, la existencia o no de ecos y resonancias, la cobertura sonora de las fuentes,

etc.

La importancia de la acústica en la arquitectura viene dada por la necesidad de reconocer

los fenómenos vinculados con una propagación adecuada y funcional del sonido en los

distintos espacios, lo cual conlleva el problema de la correspondencia al tratamiento

acústico. Los espacios con funciones determinadas, deben entonces poseer cualidades

acústicas aptas para su aplicación, dichas cualidades están relacionadas con el

comportamiento del sonido en los distintos recintos.

Cuando el sonido es reflejado en una pared, parte de la energía que es transportada, es

reflejada y otra parte se absorbe en la pared. Cuando logramos distinguir el sonido reflejado

decimos que hay eco.

En otras ocasiones, nuestro oído es incapaz de detectar el sonido reflejado, sin embargo, este modifica la forma en que percibimos el sonido original, a esto se le llama reverberación.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica

http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_ac%C3%BAstico

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_ac%C3%BAstico

http://es.wikipedia.org/wiki/Acondicionamiento_ac%C3%BAstico



4

Históricamente, los griegos fueron los primeros en tomar en cuenta las construcciones para obtener una mejor acústica. Por ejemplo, sus teatros aprovechaban las gradas como grandes reflectores.

De esta forma lograban que el sonido reflejado se sumara al sonido directo. Con esto,

llegaban a cuadruplicar la sonoridad del recinto. Perfecto para disfrutar el teatro.

Los romanos retomaron las ideas de los griegos, pero en vez de usar paredes planas para

las gradas, usaban paredes curvas. Actualmente muchos espacios abiertos siguen usando

el modelo clásico que dejaron los griegos y romanos, solo a veces, utilizan paredes con

forma de concha o caparazón.

Fig. 1.1. Teatro Griego Fig. 1.2 Teatro Romano

1.2 La acústica arquitectónica en la Antigüedad

Los escritos más antiguos que se conocen sobre acústica arquitectónica datan del siglo

I a. C., más concretamente, el año 25 a. C. y se deben a Marco Vitrubio Polio, ingeniero

militar de Julio César. En estos escritos describen varios diseños para la acústica de los

antiguos teatros romanos. Por ejemplo, se utilizaban vasijas de bronce afinadas que

actuaban como resonadores, bajos o agudos. Aunque las vasijas servían para redirigir el

sonido en una dirección diferente a la inicial, no lo reforzaban.

Más de 1000 años antes de la creación de la acústica arquitectónica moderna, en la boca

del pozo de los brujos de agua, Chichén Itzá, se estaba comenzando la creación de uno de

los fenómenos de acústica arquitectónica antigua más sobresalientes.

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_I_a._C.

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_I_a._C.

http://es.wikipedia.org/wiki/25_a._C.

http://es.wikipedia.org/wiki/Vitrubio

http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_C%C3%A9sar

http://es.wikipedia.org/wiki/Teatro

http://es.wikipedia.org/wiki/Vasija

http://es.wikipedia.org/wiki/Bronce

http://es.wikipedia.org/wiki/Afinaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonador

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido_grave

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido_agudo

https://imperiodelaciencia.files.wordpress.com/2012/03/220px-teatin-svg.png

https://imperiodelaciencia.files.wordpress.com/2012/03/220px-teatout-svg.png



5

Parándose a 40 metros del Templo de Kukulkán, en la perpendicular de la escalinata y

produciendo un sonido impulsivo (de corta duración pero fuerte volumen), como un aplauso

o tocar un instrumento de percusión, se produce un efecto acústico denominado “La cola

del Quetzal”.

Dicho efecto es un sonido agudo, parecido al canto de un Quetzal, el ave sagrada de los

mayas.

A primera consideración, el efecto peculiar acústico que se tiene en Chichén Itzá parece ser

producto de suerte y coincidencia, no obstante en el 2004 Nico Declerq y varios científicos

belgas de la Universidad de Ghent demostraron la forma en la cual las ondas de sonido

rebotadas alrededor de la escalinata, producían sonidos que se habían interpretado en la

antigüedad, como el canto de un Quetzal o el golpeteo de las gotas de lluvia.

Tras varias simulaciones acústicas y cálculos, demostraron que si bien la predicción exacta

de los sonidos resultantes era probablemente imposible, la construcción peculiar de la

pirámide fue llevada a cabo de manera intencional, a fin de que produjera sonidos

sorprendentes.

En las iglesias cristianas, de bóvedas altas, con muchos problemas acústicos, sobre el

púlpito se colocaba un tornavoz, especie de marquesina, que evitaba que el sonido de la

voz del predicador se perdiese por las bóvedas. Se consiguieron resultados muy notables.

Hasta el siglo XIX, el diseño acústico era puramente práctico y consistía, principalmente, en

imitar disposiciones de salas existentes en las que la música tenía buena sonoridad.

La acústica arquitectónica moderna, nació a finales del siglo XIX gracias

al físico americano Wallace Clement Sabine.

En 1895, cuando se inauguró el Museo de Arte Fogg, los miembros del consejo de

la Universidad de Harvard, al comprobar que la acústica del recinto era pésima y que el

discurso de los oradores eran poco entendibles, pidieron a Sabine que resolviera el

problema.

Sabine llegó a la conclusión, que el problema residía en la excesiva reverberación de la

sala. Para reducirla, cubrió las paredes con fieltro que es un absorbente acústico. Aunque

no fue una solución ideal, la acústica mejoró y pudo utilizarse la sala.

Tras este logro, Sabine fue llamado para asesorar la construcción del nuevo Boston

Symphony Hall. En el desarrollo de este proyecto, durante sus investigaciones, estableció

una fórmula de cálculo del tiempo de reverberación que aplicó al recinto.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tornavoz&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIX

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos

http://es.wikipedia.org/wiki/Wallace_Clement_Sabine

http://es.wikipedia.org/wiki/1895

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Museo_de_Arte_Fogg&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Universidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Harvard

http://es.wikipedia.org/wiki/Reverberaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Fieltro

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorbente_ac%C3%BAstico

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Boston_Symphony_Hall&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Boston_Symphony_Hall&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo_de_reverberaci%C3%B3n



6

Cuando llegó el momento de la inauguración en 1900, Sabine se llevó una gran decepción,

ya que el tiempo de reverberación de la sala no se ajustaba al que él había predicho

teóricamente. Fue muy criticado por los medios de comunicación y por otros expertos en la

materia.

Tras este fracaso Sabine abandonó sus investigaciones y volvió al mundo universitario,

dedicándose a la enseñanza hasta su muerte en 1919.

Sin embargo, la historia colocó a Sabine en el lugar que merecía. En 1950, cincuenta años

después de la construcción del teatro, se realizaron algunas pruebas y se pudo contrastar

que los cálculos de Sabine eran correctos.

De hecho, hoy en día (2005), el Boston Symphony Hall está considerado, desde el punto de

vista acústico, como una de las mejores salas del mundo.

1.3 La acústica de las Iglesias

La acústica como ciencia es relativamente joven, pues hasta los estudios de Sabine en la

primera mitad del siglo XX no fue estudiada en profundidad. De hecho, cualquier fenómeno

acústico estaba más ligado a la magia o a milagros que no a una realidad física. Así, todo

lo relacionado con las iglesias, no podría ser malo, al contrario: todo era bueno, divino.

Las iglesias como elemento arquitectónico han sido un alarde de poder y objeto de culto,

por lo que cuanto más grande y más vistosa fuera la construcción, más cerca de Dios

estaba, más renombre podrían llegar a tener el lugar, entre otras cosas. Bien conocidos son

los retos arquitectónicos que dichas construcciones significaban para la época, a medida

que avanzaban las técnicas constructivas se podían construir templos más grandes con

menor cantidad de materiales y sin perder resistencia estructural. Pues bien, a medida que

empezaban a crecer en tamaño, también crecían los problemas acústicos.

Las iglesias han sido construidas básicamente de piedra tallada con techos de madera, y

casi todas contienen una sala principal de volumen considerable donde iban los feligreses

(el público) y un sitio semicircular donde se ponía el altar (el emisor). La principal terminación

de estos recintos es la piedra, que es un gran reflector acústico. Por otro lado

tenemos los ornamentos, murales y otros elementos cuyo comportamiento acústico se

parece más a un difusor.

Tal y como hemos visto, al existir una mínima absorción del sonido por parte de la piedra,

las reflexiones serán múltiples y además tendrán un nivel de presión sonora poco atenuado

respecto al sonido directo. De este modo, al oyente le llega el sonido directo del orador más

las múltiples reflexiones con su correspondiente retraso desde todas las superficies de la

sala.






7

Hay ocasiones en las que el retraso temporal de las reflexiones es inferior a 50 ms y en

consecuencia pueden contribuir a la inteligibilidad del mensaje, pero si la distancia de las

reflexiones crea un retardo temporal superior a los 50 ms respecto del sonido directo, estas

reflexiones serán contraproducentes para la inteligibilidad del sonido.

Fig. 1.3 Reflexiones vs sonido directo

Al aumentar el volumen de las salas también aumentaron el retraso de las reflexiones

llegando a tener un campo reverberante que contribuía a una pérdida importante del

entendimiento de la palabra.

1.3.1 El surgimiento del canto gregoriano

El problema era grave, pues los feligreses no entendían el mensaje. Tenían que buscar un

sistema para aumentar la inteligibilidad de la palabra, un método para que el retraso de las

reflexiones no entorpeciera el mensaje. Fue así que nació el canto gregoriano.

Un canto con las sílabas de las palabras muy espaciadas en el tiempo de forma que se

entendieran en ese espacio tan reverberante. Además, el canto gregoriano tiene otra

particularidad a este respecto y es que la relación tonal de la escala musical que usa la

componen exclusivamente 6 notas que independientemente del orden en el que se sucedan

siempre suenan armónicas.



8

Por este fenómeno acústico las misas pasaron a ser parcialmente cantadas,

complementando la liturgia con cantos. El coro, se situaba en el presbiterio o en la nave

central, de manera que las paredes cercanas ayudaban a direccionar en la medida de lo

posible el sonido directo al público.

1.3.2 El origen del púlpito

Para el mensaje oral, se solía colocar el orador en el púlpito o ambón, una especie de balcón

situado cerca de los feligreses para que hubiese proximidad con los oyentes para así tener

la mayor cantidad de energía acústica directa. Además la mayoría iban provistos de

un tornavoz, un techo adornado inclinado a modo de reflectante para dirigir el sonido y así

aumentar de nuevo el sonido directo evitando al mismo tiempo que se dirigiera a las

superficies más alejadas como el techo.

Hoy en día se suele colocar un refuerzo electro acústico con unos altavoces muy directivos

a modo de púlpito, de forma que el público pueda entender el sermón gracias a la cercanía

de la fuente y a su gran directividad.

Son pocas las iglesias y catedrales que tienen “buena” acústica, todas han tenido y

siguen teniendo problemas de inteligibilidad. La elevada reverberación produce una falta de

inteligibilidad en los sermones, que tuvieron que adaptarse combinándolos con los cantos

especiales como el gregoriano. Otras aproximaciones incluían un púlpito para reducir

la distancia a los feligreses y aumentar así el campo sonoro directo, que tiene relación

directa con la inteligibilidad de la palabra.

Probablemente nosotros al no estar ya tan acostumbrados

a estar en salas reverberantes de tal calibre, cuando

entramos en una iglesia o catedral nos crea una sensación

de inmensidad, ya que el cerebro humano interpreta los

retardos acústicos como una sensación de espacialidad.

Pero esto no es sinónimo de “buena acústica”, sino más

bien al contrario, en lo que a la transmisión del mensaje

oral se refiere.

Fig. 1.4 Púlpito tradicional de una catedral



9

Capítulo II

Marco Teórico



10

Capítulo II: Marco Teórico

2.1 El Sonido

Desde un punto de vista físico, el sonido es una vibración que se propaga en un medio

elástico (sólido, líquido o gaseoso), generalmente el aire. Otra definición para el sonido

podría ser: es la sensación producida en el oído por la vibración de las partículas que se

desplazan (en forma de onda sonora) a través de un medio elástico que las propaga.

Para que se produzca un sonido se requiere la existencia de un cuerpo vibrante llamado

"fuente" (una cuerda tensa, una varilla, una lengüeta...) y del medio elástico transmisor de

esas vibraciones, las cuales se propagan a través de ellas constituyendo la onda sonora.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en

forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio

elástico sólido, líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua.

No se propagan en el vacío, al contrario que las ondas electromagnéticas. Si las vibraciones

se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda

longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación es

una onda transversal.

2.2 Propiedades Subjetivas del sonido

Para realizar un adecuado análisis acústico es necesario poder establecer las diferencias

entre los sonidos a través de sus propiedades, las cuales son: Intensidad, altura y timbre.

2.2.1 Intensidad sonora

Se denomina Intensidad sonora a la cantidad de energía contenida por unidad de superficie.

La energía se propagara en forma esférica y a medida que el radio de cada esfera aumenta

su concentración será cada vez menor. La intensidad sonora viene asociada con parámetros

de potencia sonora y presión sonora.

La primera está relacionada a la fuente y es la cantidad de energía liberada por la misma

en una unidad de tiempo.

La segunda se produce cuando dicha energía al generar desplazamientos, provocan

variaciones alternas en la presión estática del medio en el cual transcurre.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Transporte_de_energ%C3%ADa&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Fen%C3%B3menos_de_transporte

http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_longitudinal

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_longitudinal

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_transversal



11

Fig. 2.1 Intensidad Sonora

En la Figura 2.1, se puede observar que:

La intensidad sonora disminuye al alejarse de la fuente según la razón del inverso del cuadrado de la distancia (1/r2)

Como en una onda la energía es proporcional al cuadrado de la amplitud y al cuadrado de su frecuencia, al depender directamente de ella, la intensidad sonora también lo será.

Además, la intensidad sonora depende también de la naturaleza del medio presente entre la fuente y el oído. Cuanto menos elástico sea el medio, menor será su valor. Por ello se utilizan este tipo de materiales para insonorizar recintos.

Para poder efectuar su medición se recurre a una magnitud utilizada en otros campos de la

física llamada decibel (dB), que lo que establece no son unidades de medida sino niveles.

La mayoría de los niveles en lo que respecta al campo del sonido, han sido tabulados

tomando como extremos dos límites de sensibilidad auditiva, uno inferior o umbral de

sensación auditiva y un superior o umbral del dolor.

A continuación, podemos ver algunos valores tabulados en decibeles en la tabla 1:



12

Tabla 1: Niveles Sonoros

La intensidad de sonido se define como la potencia acústica transferida por una onda

sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación:

Donde:

I es la intensidad de sonido.

A es la potencia acústica.

N es el área normal a la dirección de propagación.

2.2.2 Factores que determinan la intensidad del sonido:

1. También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por

un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de

paredes delgadas que entran en vibración.

El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que

aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto

con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone

en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la

amplitud).

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_ac%C3%BAstica

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora


http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea

http://es.wikipedia.org/wiki/Diapas%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica



13

2. La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su

distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye

uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al

cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una

fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado

está el oído.

Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se

encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para evitar este

debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y

se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".

3. Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico

interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro,

etc., debilitan considerablemente los sonidos.

La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se

denomina sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.

Fig. 2.2. Ejemplos de Intensidad Sonora

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_cuadr%C3%A1tica_inversa_(sonido)

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonoridad



14

2.2.3 Altura

Otra de las propiedades está dada por la altura o tono, que establece la relación entre la

sensación subjetiva del sonido y el valor objetivo de la frecuencia, lo que permite distinguir

entre sonidos graves y agudos. Así la altura depende de la frecuencia de la onda, si la

frecuencia es menor es decir más baja los sonidos tienden a ser graves, si la misma es

mayor o más alta los sonidos se percibirán como agudos.

Altos valores de frecuencia serán sonidos “agudos” y bajos valores de frecuencia sonidos

“graves”. Naturalmente existe una escala entre agudos o graves, en la que, hay que tener

en cuenta el “umbral de percepción” para el oído humano que va desde 20 a 20.000 Hz.

Frecuencias que no correspondan a ese intervalo las llamamos “ultrasonidos” o

“infrasonidos”.

Fig. 2.3 Altura o tono del sonido



15

2.2.4 Timbre

El timbre es el atributo que nos permite diferenciar dos sonidos con igual sonoridad, altura

y duración.

En todo caso, se podría afirmar que el timbre es una característica propia de cada sonido,

de alguna manera identificadora de la fuente sonora que lo produce.

Hay diferentes grados de generalización en la consideración del timbre de una fuente

sonora.

Aquello que diferencia elementos de diferentes clases (por ejemplo, una guitarra de

una flauta);

Aquello que diferencia elementos de una misma clase (por ejemplo, dos guitarras);

Aquello que diferencia las distintas posibilidades dentro de un único elemento (por

ejemplo, diferentes posibilidades sonoras -tímbricas- en una misma guitarra);

Aquello que caracteriza las diferencias producidas por la variación temporal de un

sonido (el sonido como fenómeno dinámico, que varía en el tiempo).

Los principales factores que influyen en la determinación del timbre son:

La envolvente espectral, es decir, la intensidad relativa de los parciales;

La envolvente dinámica, en particular la conjunción de las envolventes dinámicas de

cada uno de los parciales.

Los transitorios, que son parciales de muy corta duración que se generan en el

ataque, pero también en la caída de un sonido. Ello hace que todos los sonidos

tengan siempre una componente de ruido.

Cuando escuchamos música orquestal, un sonido de un tono dado emitido por el violín se

distingue perfectamente del emitido por una trompa. A la diferencia con que percibimos

ambos sorbidos se denomina timbre.

Esta característica del sonido está asociada a la complejidad de la onda sonora que llega al

oído, es decir, a la superposición de los diferentes armónicos y a la intensidad relativa

respectiva.



16

Fig. 2.4. Timbre del sonido

En la figura 2.4 tenemos la variación de la presión con el tiempo en una onda de una única

frecuencia. En la de abajo la composición de dos ondas simples, a y b, para formar una

onda compleja c, de igual frecuencia a la que se representa en la parte superior.

Un sonido puro, el emitido por un diapasón, puede no ser tan agradable como el sonido

complejo emitido por un violín, rico en armónicos.

Fig. 2.5 Onda emitida por un piano

Am

plit

ud

No

rmal

izad

a

Frecuencia (Hz)

http://www.wikillerato.org/Imagen:Timbre.png.html

http://www.wikillerato.org/Imagen:Timbre4.png.html



17

La onda emitida por un piano con una frecuencia de , la nota si, el cual posee

además los armónicos de y , y otros con frecuencias más

altas.

Fig. 2.6 Onda emitida por un clarinete

Aspecto de la nota la (440 Hz) emitida por un clarinete presenta una complejidad mayor.

2.3 Propagación del Sonido.

Como ya hemos visto antes el sonido se produce por el movimiento vibratorio de un cuerpo

y se propaga en forma de ondas elásticas, en un medio físico.

El sonido se propaga por el medio humanamente audible. Consiste en ondas sonoras que

se producen cuando los órganos de audición del oído humano captan las oscilaciones de la

presión del aire, y se perciben por el cerebro.

La propagación del sonido en los fluidos toma la forma de fluctuaciones de presión. En los

cuerpos sólidos la propagación del sonido implica variaciones del estado tensional del

medio.

La propagación del sonido supone un transporte de energía sin transporte de materia, en

forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa.

Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido,

se trata de una onda longitudinal, que se trasmite en línea recta, desde el punto de origen.

Frecuencia (Hz)

Am

plit

ud

No

rmal

izad

a

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Ondas_el%C3%A1sticas


http://es.wikipedia.org/wiki/O%C3%ADdo_humano

http://www.wikillerato.org/Imagen:Timbre5.png.html



18

2.4 Fenómenos físicos que afectan la propagación del sonido

2.4.1 Transmisión

La velocidad con que se transmite el sonido depende, principalmente, de la elasticidad del

medio, es decir, de su capacidad para recuperar su forma inicial. El acero es un medio muy

elástico, en contraste con la plastilina, que no lo es. Otros factores que influyen son la

temperatura y la densidad.

Fig. 2.7 Transmisión del Sonido en un medio elástico como el aire.

2.4.2 Absorción

La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía

absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo, cuando el sonido incide sobre

el material.

Su valor varía entre 0 (toda la energía se refleja) y 1 (toda la energía es absorbida).

Fig. 2.8 Onda absorbida por un material acústico.

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(sonido)



19

2.4.3 Reflexión

Fenómeno por el cual una onda se refleja en un material no absorbente o parcialmente

absorbente del sonido.

El eco se produce cuando este sonido es alterado por una constante que da como resultado

un sonido que se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una

diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe

directamente de la fuente sonora.

Fig. 2.9 Ángulos de reflexión del sonido.

2.4.4 Refracción

Cuando un sonido pasa de un medio a otro, se produce refracción. La desviación de la onda

se relaciona con la rapidez de propagación en el medio.

El sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío.

Fig. 2.10 Fenómeno de Refracción.

http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(sonido)

http://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3n_(sonido)



20

2.4.5 Difracción o dispersión

Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, en el borde del

obstáculo se produce el fenómeno de difracción, por el que una pequeña parte del sonido

sufre un cambio de dirección y puede seguir propagándose.

Fig. 2.11 Difracción del Sonido.

2.4.6 Difusión

Si la superficie donde se produce la reflexión presenta alguna rugosidad, la onda reflejada

no sólo sigue una dirección sino que se descompone en múltiples ondas.

Fig. 2.12 Fenómenos de Reflexión, Absorción y Difusión del Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Difracci%C3%B3n_(sonido)

http://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)



21

2.5 Acondicionamiento Acústico

El objetivo del acondicionamiento acústico de un recinto es conseguir un grado de difusión

acústica uniforme en todos los puntos del mismo. Con ello se pretende mejorar las

condiciones acústicas de sonoridad aumentando el confort acústico interno del recinto. Fue

emprendido por primera vez, por el profesor W. C. Sabine en 1895 y su aportación puede

resumirse en:

Las propiedades acústicas de un recinto están determinadas por la proporción de

energía sonora absorbida por paredes, techos, suelos y objetos.

La proporción de sonido absorbido está ligado al tiempo que un sonido emitido en el

local desaparezca después de suprimir el foco sonoro.

Desde el punto de vista de un acondicionamiento acústico interesa que el intervalo de

tiempo que transcurre entre el sonido directo que llega antes que todas las reflexiones y

éstas no exceda de un determinado tiempo, porque en caso contrario aparecería el eco. Un

buen acondicionamiento acústico exige que la energía reflejada sea mínima, con lo cual, la

calidad de un tratamiento acústico de un recinto vendrá determinada por la capacidad de

absorción de los materiales que recubren sus superficies límites. Son de uso general

materiales altamente porosos, de estructura granular o fibrosa.

La calidad de la audición, o el ambiente sonoro necesario para facilitar una escucha

determinada, depende de las exigencias de uso de los recintos, por ejemplo en teatros,

auditorios, estudios de grabación, etc. La audición es más crítica que en cines, viviendas,

oficinas, etc.

Los problemas más importantes que se presentan al tratar de diseñar acústicamente los

diferentes tipos de recintos, son principalmente los referidos al acondicionamiento acústico.

2.5.1 Campo sonoro en un recinto

El sonido producido por una fuente sonora dentro de un recinto incide sobre las superficies

límites del mismo, reflejándose a un parte, teniendo otras reflexiones a aumentar el nivel de

presión acústica en el recinto.



22

El campo sonoro dentro del recinto está formado por dos partes:

Sonido directo: Que va desde la fuente sonora al observador, siendo el mismo que tenemos

bajo las condiciones de campo libre.

Campo sonoro reverberante: Sonidos reflejados que van desde la fuente al receptor

después de una o más reflexiones en las superficies.

Fig. 2.13 Reflexión de las ondas sonoras en una superficie plana

El sonido producido por una fuente continua dentro de un recinto, incide sobre las superficies

límites del mismo, reflejándose una parte, tendiendo estas reflexiones a aumentar el nivel

de presión sonora en el recinto.

Los materiales absorbentes sonoros, son aquellos que reducen el nivel de energía de las

múltiples reflexiones que persisten en el tiempo en un recinto.

En un recinto con una fuente sonora puntual si sus paredes son laterales, suelo y techo son

parcialmente reflectantes, el campo sonoro dentro del mismo estará formado por dos partes.

Fig. 2.14 Ondas directas y reflejadas en un recinto



23

2.5.2 Reverberación

Otro factor importante en el acondicionamiento acústico está ligado al tiempo que un sonido

emitido en el recinto desaparece después de suprimir el foco sonoro. La persistencia de un

sonido en un recinto, después de suprimido el foco sonoro se llama reverberación. El tiempo

de reverberación de un recinto se define arbitrariamente como el tiempo necesario para que

la intensidad disminuya hasta una millonésima de su valor inicial, o para que el nivel de

intensidad disminuya en 60 dB.

El cálculo del tiempo de reverberación se realiza a través de expresiones empíricas, todas

ellas basadas en principios teóricos de difusión del sonido y posteriormente avaladas por la

experiencia.

A continuación se definirá la manera matemática de como calcular el tiempo de

reverberación:

Según Wallace C. Sabine, el tiempo de reverberación es:

𝑇 = 0.16𝑉

𝐴

Dónde:

V = Es el volumen del recinto y está dado en m3

A = Superficie de absorción (Coeficiente de absorción de cada material)

El coeficiente A es la suma de la absorción sonora debida a las superficies del recinto (A1)

y la debida a l a los diferentes objetos y personas en el interior del recinto (A2):

𝐴 = 𝐴1 + 𝐴2 = ∑ 𝛼𝑖𝑠𝑖

𝑛

𝑖=1

+ ∑ 𝛼𝑗𝑛𝑗

𝑚

𝑗=1

Siendo 𝛼𝑖 el coeficiente difuso de absorción sonora y 𝑠𝑖 el área de la superficie de cada tipo

de material, 𝛼𝑗 la absorción de un objeto y 𝑛𝑗 el número de objetos de ese tipo que hay en

el recinto.

La intimidad es una cualidad que depende de la recepción de las primeras reflexiones.

Estas primeras reflexiones deben ser numerosas y estar distribuidas uniformemente en el

tiempo.



24

Otra característica a tener en cuenta es conseguir una uniformidad del sonido en el recinto.

Por lo tanto, el campo sonoro reverberante debe difundirse rápidamente para que haya una

mezcla adecuada y uniforme del sonido en todo el recinto.

Una buena difusión se consigue con una colocación adecuada de los materiales

absorbentes con objeto de conseguir la máxima dispersión sonora.

La difusión del sonido se puede mejorar con la aportación de objetos varios como lámparas,

muebles, etc.

A continuación se dará las mediciones óptimas de tiempo de reverberación en varios

recintos:

Tabla 2.Tiempos de Reverberación óptimos (en segundos) para una frecuencia de 500 Hz en función al

volumen del recinto.

2.5.3 Materiales

Los materiales y estructuras acústicas se pueden describir como aquellos que tienen la

propiedad de absorber o reflejar una parte importante de la energía de las ondas acústicas

que chocan con ellos. Pueden emplearse para aislar y para acondicionar acústicamente de

diferentes maneras:

Como estructuras para reducir la transmisión sonora

Como elementos para barreras y cerramientos

Como unidades suspendidas individuales

Como recubrimientos de paredes, suelos y techos.

Volumen en m3 100 500 1000 5000 10000

Iglesias 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0

Salas de Concierto 1.1 1.2 1.4 1.6 1.7

Salas de Conferencia 0.45 0.7 0.8 1.0 1.2

Estudios de

Grabación

- - 1.0 1.6 1.9

Estudios para

Palabra

0.2 0.4 0.5 1.0 1.3



25

2.5.3.1 Clasificación:

Los diversos materiales de uso común utilizados como absorbentes acústicos se pueden

clasificar en:

- Materiales porosos: disipan la energía acústica transformándola en calor.

Su principal eficacia es para frecuencias medias y altas, donde las longitudes de

onda coinciden con los espesores normales de los materiales utilizados (fibra de vidrio, lana

mineral, corcho, etc.).

- Materiales para argamasa: son materiales acústicos que se aplican en estado húmedo

con paleta o pistola para formar superficies continuas de un espesor deseado. Se conocen

también como morteros acústicos.

- Membranas resonadoras: convierten la energía sonora en mecánica al deformarse

ondulatoriamente un panel al ser excitado por el sonido. Las absorciones máximas son para

bajas frecuencias.

- Resonadores de Helmholtz: la disipación de energía se produce al hacer oscilarlas ondas

sonoras el aire contenido en las pequeñas cavidades que presenta el material.

Su coeficiente de absorción es muy elevado, pero abarca una banda de frecuencias muy

estrecha, también en la zona de bajas frecuencias.

Poniendo material poroso en el interior de las cavidades se amplía la anchura de la banda,

pero disminuye el coeficiente de absorción.

2.5.3.2 Definición de los tipos de materiales:

1.- Materiales porosos

Son de estructura granular o fibrosa, siendo muy importante el espesor de la capa y su

distancia a la pared soporte.

El espesor se suele elegir en función del coeficiente de absorción deseado, ya que si es

demasiado delgado se reduce el coeficiente de absorción a bajas frecuencias, y si es muy

grueso resulta bastante caro.

Dentro de los materiales porosos podemos a su vez distinguir varios tipos como son:

a) Los porosos-rígidos

b) Los porosos-elásticos.

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Longitud de onda

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Longitud de onda

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(9)%20Control%20por%20absorcion/absorcion%20acustica.htm#coeficiente de absorcion



26

a) Materiales poroso-rígidos

Se usan como yesos absorbentes sonoros con una estructura granular o fibrosa de tela o

esterilla hecha con material orgánico o lana artificial, o de losetas acústicas y bloques

comprimidos de fibras con aglutinantes. Los yesos absorbentes sonoros son resistentes y

se montan con facilidad siempre que la superficie que los recibe esté preparada.

La disminución en el espesor del material causa la disminución del coeficiente de

absorción al reflejarse parte de la energía sonora en la superficie rígida de soporte y volver

al interior del recinto. Esto ocurre sobre todo a las frecuencias de 250, 500 y 1KHz. Si se

montan dejando un espacio de aire entre el material y la pared, aumenta la absorción sobre

todo a 250Hz y algo a 125Hz, disminuyendo algo a 500Hz.

Estos materiales suelen presentarse en forma de paneles o tableros acústicos de fácil

instalación. También suelen poder colocarse como techo suspendido mediante elementos

metálicos, aunque pueden darse problemas por la flexión de los materiales.

Los tamaños oscilan normalmente desde 30x30cm a 30x60cm, y espesores de 1 a 3cm.

También, según su formación, presentan diferentes propiedades como apariencia estética,

facilidad de limpieza, posibilidad de pintado, reflexión de luz, resistencia al fuego, etc.

Una de sus ventajas principales es su fácil adaptación tanto en edificios nuevos como en

los ya construidos.

Fig. 2.15 Paneles de Poliuretano.

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(10)%20Control%20por%20aislamiento/materiales%20para%20el%20aislamiento.htm#figura techo suspendido



27

b) Materiales poroso-elásticos

Si el material absorbente presenta un esqueleto no rígido sino elástico, dicho esqueleto

estará sujeto a vibraciones al igual que el aire contenido en los poros. Estos sistemas se

suelen instalar como sistemas de dos capas con la formación capa de material absorbente-

aire-capa de material-aire-pared.

Se tiene como puntos principales de este material:

- Un aumento en el número de capas del sistema, de una a dos, aumenta de manera

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

- Para aumentar la anchura de la variación del coeficiente de absorción con la frecuencia,

se aumenta la distancia entre capas a medida que nos alejamos de la pared rígida.

- Para evitar saltos en la variación del coeficiente de absorción con la frecuencia, los

espacios de aire no deben ser iguales ni múltiplos unos de otros.

Fig. 2.16 Espumas acústicas.

2.- Materiales para argamasa

Estos materiales se forman por una mezcla de ingredientes secos, a los que se les añade

un aglutinante líquido. Estos morteros acústicos se aplican normalmente a una capa de

cemento o sobre cualquier otro material.

Se puede aplicar en dos o más capas usando métodos normales de fratasado o con pistola.

La mayoría de los morteros están formados por un agregado de perlita o vermiculita y

aglutinante (normalmente yeso). Los huecos entre las partículas dan la porosidad necesaria

para la absorción sonora.

Sus coeficientes de absorción suelen ser del orden de 0,3-0,4 hasta frecuencias de 500Hz,

aumentando a partir de ahí de manera importante, presentando los valores más altos para

frecuencias a partir de los 1000Hz con coeficientes alrededor de 0,8-0,9.

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(9)%20Control%20por%20absorcion/absorcion%20acustica.htm



28

Fig. 2.17 Morteros acústicos.

3.- Sistemas de paneles perforados

Estos sistemas consisten en paneles separados que rompen la impresión de continuidad de

la superficie en el tratamiento decorativo de las paredes del recinto en que se aplican.

El tipo más usado es el de panel metálico perforado con relleno de fibra mineral. Suelen ser

paneles de 60x30cm de acero o aluminio perforado y relleno de lana mineral envuelto en

papel ligero ignífugo para prevenir pequeños desprendimientos del relleno. El panel suele

llevar un acabado en esmaltes que los hace adecuados en instalaciones donde se necesiten

frecuentes lavados.

El tipo más simple de resonador absorbente es el de Helmholtz.

Consiste en un pequeño volumen de aire dentro de una cavidad en contacto con el aire del

recinto a través de una pequeña abertura que es el cuello del resonador. Una onda acústica,

al incidir sobre el cuello, hace que el aire vibre transmitiendo esta vibración a la cavidad

donde sufre compresiones y enrarecimientos sucesivos. Presentan un coeficiente de

absorción muy localizado en una banda estrecha de frecuencias, pero con valores muy

altos, cercanos a la unidad.

El resonador se puede diseñar específicamente para atacar una banda de frecuencias

determinada. Si se amortigua el resonador forrando la cavidad y el cuello con un material

poroso, entonces el resonador amplía la banda de frecuencias en que es eficaz, pero

disminuyendo el valor máximo que presenta de coeficiente de absorción a casi la mitad.

Esto se puede observar en la fig. 2.18.





29

Los resonadores de Helmholtz se suelen emplear donde existe una gran reverberación a

una determinada frecuencia, para reducir este valor sin afectar al resto de frecuencias en la

reverberación.

Fig. 2.18 Variación del coeficiente de absorción.

Fig. 2.19 Panel perforado.

4.- Sistemas de paneles rígidos o membranas resonadoras

Estos sistemas se basan en el hecho de que una onda acústica es parcialmente absorbida

cuando encuentra en su camino cuerpos capaces de vibrar a su propio ritmo. Si el cuerpo

que se encuentra tiene unos modos de vibración discretos, absorbe sólo algunas de las

frecuencias y por tanto la absorción es selectiva.

Como el panel tiene inercia y amortiguamiento, parte de la energía sonora incidente se

convierte en energía mecánica y se disipa en forma de calor, por eso absorbe sonido. Pero

al entrar el panel en vibración, él mismo actúa como radiador sonoro, por lo que en estos

sistemas el coeficiente de absorción no suele ser superior a 0,5.

Se ha comprobado que un cambio en la distancia del sistema vibratorio a la pared rígida,

como en los materiales porosos, tiene influencia en el valor del coeficiente de absorción y

en su variación con la frecuencia (al aumentar la distancia, la frecuencia de resonancia

disminuye). Si se quiere desplazar el coeficiente de absorción hacia las bajas frecuencias,

se puede rellenar el espacio entre la pared y el sistema con materiales absorbentes, como

lana de vidrio, aumentándose también el pico que presente el coeficiente de absorción.

Estos materiales tienen ventajas respecto a los porosos como son la resistencia a los

golpes, duración y posibilidad de tratar o redecorar la superficie. Pueden barnizarse, pulirse

o pintarse.

Frecuencia (Hz)

Co

efi

cien

te d

e A

bso

rció

n

de

l res

on

ado

r α

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(6)%20El%20campo%20acustico/campo%20directo%20y%20campo%20difuso.htm#Reverberación

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Frecuencia



30

Estos paneles suelen crear en el recinto un campo sonoro más difuso, ya que una onda

plana que se refleja desde una superficie vibrante pierde sus propiedades direccionales.

Para la sujeción de los paneles es recomendable utilizar arandelas amortiguadas que no

pierdan sus propiedades elásticas con el tiempo, sin comprimirlas demasiado durante el

montaje.

5.- Absorbentes suspendidos

Bajo este concepto se agrupan materiales y estructuras acústicas que están suspendidas

del techo del recinto como unidades individuales.

Normalmente toman la forma de láminas planas o pantallas de material absorbente,

colgadas verticalmente en hileras continuas, o bien unidades con forma de cajas vacías

suspendidas del techo.

Estos tipos tienen su aplicación principal en zonas donde un tratamiento acústico del techo

de tipo convencional es impracticable por algún motivo.

En las figuras 2.20 y 2.21 se aprecian montajes de este tipo.

Fig. 2.20 Paneles suspendidos.

La absorción sonora de los absorbentes suspendidos se establece normalmente como los

metros cuadrados de absorción suministrados por cada unidad.

Este valor aumenta con el espaciado de los absorbentes y se aproxima a un valor constante

con espaciados amplios.



31

Evidentemente, al aumentar los espaciados disminuye el número de paneles que se pueden

instalar en una zona determinada y el efecto total de los absorbentes en esa zona también

disminuye. Con espaciados más pequeños, la eficacia en metros cuadrados por absorbente

disminuye algo y el coeficiente de absorción de techo equivalente aumenta, pero no en

proporción al número de absorbentes.

Fig. 2.21 Absorbentes suspendidos.

La efectividad de los absorbentes suspendidos en una zona de techo en comparación con

un tratamiento total de dicha zona, se puede determinar dividiendo el número de metros

cuadrados suministrados por cada absorbente por el área de techo ocupada por el mismo.

El coeficiente de absorción del techo equivalente que resulta de los absorbentes es una

medida de la efectividad en la zona y es directamente comparable con el coeficiente de un

tratamiento de techo continuo en la misma.

Un absorbente suspendido típico de tipo pantalla es un tablero de fibra mineral

de 1.2x0.6m con un espesor de 3.8cm, cubierto con una membrana plástica lavable,

delgada e impermeable, que transmite las ondas sonoras con buena eficacia en la mayor

parte del espectro sonoro.

El espaciado entre paneles varía entre 0.6m a 1.8m y las hileras pueden correr en una o

dos direcciones.

En la figura 2.22 se observa el coeficiente de absorción equivalente de un absorbente

suspendido tipo pantalla, en función de la frecuencia, para dos separaciones distintas.

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(2)%20Analisis%20espectral/espectro%20de%20ruido.htm



32

Fig. 2.22 Coeficiente de absorción de un absorbente suspendido.

2.5.3.3 El coeficiente de absorción

El coeficiente de absorción, que es definido como la cantidad de potencia de sonido que es

absorbida por el material, relacionado de forma directa con el espectro de onda incidente, e

inversamente proporcional a la onda reflejada.

El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía incidente por el

material y la energía reflejada por el mismo. Dada esta formulación su valor siempre está

comprendido entre 0 y 1.

El máximo coeficiente de absorción está determinado por un valor de 1 donde toda la

energía que incide en el material es absorbida por el mismo, y el mínimo es 0 donde toda la

energía es reflejada.

Una de las técnicas utilizadas para medir el coeficiente de absorción y que se encuentra

reglamentada en la ASTM internacional E-1050-12, es tomar un tubo ya sea de plástico,

metal o cemento y con una fuente de sonido conectada a un extremo, y la muestra de

material de ensayo montada en el otro extremo. Con dicho método de ensayo, se buscará

generar ondas planas usando un ruido fuente.

Frecuencia (Hz) Frecuencia (Hz)

Co

efic

ien

te d

e A

bso

rció

n

equ

ival

ente

de

tech

o α

m2 p

or

abso

rben

te



33

2.5.4 Refuerzo Sonoro

2.5.4.1 Sonido Directo:

En una aplicación de refuerzo sonoro, un altavoz emite a un medio lo suficientemente amplio

como para que se pueda considerar que la onda emitida es de tipo esférico. Este tipo de

onda tiene diversas peculiaridades que resulta interesante repasar en una bibliografía

acústica. De esas peculiaridades hay una que nos interesa en especial que es la variación

de los valores de nivel de presión sonora, según “La ley de divergencia esférica”, según la

cual “el nivel de presión sonora cae 6 dB al duplicar la distancia”.

Ahora bien, un frente de onda totalmente esférico sólo se puede conseguir si el altavoz se

encuentra alejado de cualquier superficie reflejante.

Cuando existe una superficie en la cercanía del altavoz, se provoca una seria de efectos

sobre el sonido radiado. Sin embargo, ninguno de dichos efectos altera la existencia de la

ley de divergencia.

Así, cuando un altavoz no se encuentre en la situación ideal de campo libre, la onda emitida

cumple la ley de divergencia esférica y el frente de onda tiene la forma de “un trozo de

esfera”.

También se le conocerá a la onda directa o del sonido directo como aquel que proviene en

línea recta desde el altavoz.

2.5.4.2 Sonido Reverberante:

Si el altavoz se encuentra de un recinto cerrado, la existencia de múltiples reflexiones y la

confinación de la propagación dentro de un recinto de dimensiones finitas, provocará la

desaparición del frente de onda esférico por el efecto de interacción de las diversa

reflexiones, provocando un campo acústico, en el casi límite, totalmente difuso, en el cual

todos los puntos del recinto tienen el mismo nivel de presión sonora.

En las situaciones reales no se consiguen tener campos totalmente difusos.

Lo que sí se tiene son recintos con un grado de absorción suficientemente bajo como para

dar lugar a campos casi difusos



34

Fig. 2.23 Campo Directo y Campo Reverberado.

2.6 Ruido Ambiental

El estudio del origen y propagación del sonido permite determinar las características

principales del ruido, entendido éste como un sonido no deseado. Sin embargo, el carácter

de molestia intrínseco a la definición de ruido, añade un componente de carácter no

acústico, que necesita de la contribución de la fisiología, la psicología, la sociología y otras

disciplinas para ser correctamente interpretado.

Desde un punto de vista del medio ambiental, el estudio y control del ruido tienen sentido

en cuanto a su utilidad para alcanzar una determinada protección de la calidad del ambiente

sonoro. Los sonidos son analizados para conocer los niveles de inmisión en determinadas

áreas y situaciones, y conocer el grado de molestia sobre la población.

Existen situaciones en las que estas molestias son evidentes, ya que la exposición al ruido

puede provocar daños físicos evaluables. Sin embargo, en gran parte de los casos, el riesgo

para la salud no es tan fácil de cuantificar, interviniendo factores psicológicos y sociales que

suelen ser analizados desde un punto de vista estadístico.

El grado de molestia tiene un componente subjetivo que introduce una considerable

complejidad en el intento de establecer los criterios de calidad del ambiente sonoro.

Conviene recordar aquí que el concepto de subjetividad no está reñido con un análisis

científico de los problemas, y existirán indicadores de ruido que estén mejor o peor

correlacionados con el grado de molestia.

Para poder abordar el problema del ruido, es necesario, por lo tanto, el establecimiento de

un indicador que “explique” adecuadamente este grado de molestia.



35

Entre el gran número de parámetros e índices desarrollados en el campo de la acústica para

el estudio de los sonidos es preciso seleccionar un indicador de molestias (a ser posible un

índice numérico) que sirva de base para la evaluación del impacto y para el establecimiento

de valores límite de inmisión que garanticen una determinada calidad del ambiente sonoro.

Por otra parte, para ser operativo, este índice debe ser fácil de obtener y de interpretar.

Las molestias debidas al ruido dependen de numerosos factores. El índice que se

seleccione debe ser capaz de contemplar las variaciones o diferentes situaciones de los

siguientes aspectos, entre otros:

La energía sonora

Tiempo de exposición

Características del sonido

El receptor

La actividad del receptor

Las expectativas y la calidad de vida.

2.6.1 Índices de Valoración de Ruido

Los seres humanos se encuentran rodeados por el ruido en todas sus actividades, por lo

que si se desea conocer y valorar la reacción de una persona o de un colectivo ante el ruido,

es necesario crear una escala que valore la respuesta subjetiva de las personas, con alguna

propiedad física medible de la fuente sonora (potencia acústica emitida, intensidad

acústica en un punto situado a una distancia r (m) de la fuente, presión acústica en un punto

situado a una distancia de r (m) de la fuente), mediante un único valor numérico que

llamaremos Índice.

De esta forma se podrán crear criterios que nos darán valores del índice de ruido que no

deben superarse.

La comparación de los valores medidos de un índice, en un caso determinado de ruido, con

los máximos valores admitidos, diremos que es hacer una evaluación del ruido estudiado.

El propósito de los diferentes trabajos consiste en conocer las características físicas del

ruido y combinarlas para obtener una unidad que permita predecir cómo van a reaccionar

los seres humanos frente a un problema determinado de ruido.

Existen muchas características de ruido, de las que se conoce la molestia que origina, por

ejemplo un ruido intermitente, o si tienen tonos puros identificables, es mucho más molesto

que un ruido de intensidad análoga pero estable.

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Potencia Sonora

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Intensidad del sonido

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Intensidad del sonido

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(1)%20Prop%20fis%20del%20ruido/Param%20que%20definen%20el%20ruido.htm#Presión sonora RMS



36

Para encontrar los valores de los índices de evaluación, se necesitan hacer diferente toma

de datos:

Una medida única,

Conocer el espectro de frecuencias,

Análisis estadístico en el tiempo y

Combinación de las medidas anteriores.

En la evaluación de los diferentes tipos de ruidos debe tenerse en cuenta que un índice

válido para evaluar un tipo de ruido, no servirá para predecir otro tipo de ruido, ya que entre

ambos pueden existir importantes variaciones en sus características físicas.

Debido a lo expuesto, los métodos de evaluación del ruido pueden dividirse en dos grandes

grupos:

1. Realiza una descripción de las características físicas del estímulo acústico.

2. Normaliza los métodos teniendo en cuenta factores externos no acústicos.

Un ejemplo del primer grupo es aquél en el que la sonoridad de un ruido

con espectro continuo depende de cada persona, del espectro del ruido, así como de la

dirección de llegada de las ondas sonoras.

2.7 Curvas de valoración NC

Éste índice, dado por L. Beranek en 1957, [Beranek, 5]1 con el que se pretende

originalmente relacionar el espectro de un ruido con la perturbación que producía en la

comunicación verbal, teniendo en cuenta los niveles de interferencia de la palabra y los

niveles de sonoridad. Tabla 3

En el caso de los estudios de grabación sonora, no debe superarse el valor NC de 15 a 20.

La curva NC 20 y 30, así como otras curvas NC, tienen un contorno de forma similar a las

curvas NR, pero desplazadas hacia arriba, alrededor de 3 dB, para valores de nivel de

presión acústica bajos, como son en los estudios de grabación sonora.

1 Bibliografía, [L. Beranek, 5]

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/%282%29%20Analisis%20espectral/espectro%20de%20ruido.htm

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/%282%29%20Analisis%20espectral/indices%20de%20valoracion%20de%20ruido.htm#Tabla 3



37

Tabla 3.Valores recomendados del índice NC para diferentes recintos.

Tabla 4.Valores del nivel de presión sonora correspondiente al índice NC.

Tipos de recintos Rango de NC

Fábricas para ingeniería pesada. Fábricas para ingeniería ligera. Cocinas industriales. Recintos deportivos y piscinas. Grandes almacenes y tiendas. Restaurantes, bares, cafeterías y cafeterías privadas. Oficinas mecanizadas. Oficinas generales. Despachos, bibliotecas, salas de justicia y aulas. Viviendas, dormitorios. Salas de hospitales y quirófanos. Cines. Teatros, salas de juntas, iglesias. Salas de conciertos y teatros de ópera. Estudios de registro y reproducción sonora.

55-75 45-65 40-50 35-50 35-45 35-45 40-50 35-45 30-35 25-35 25-35 30-35 25-30 20-25 15-20

NC

Niveles de presión sonora en bandas de octava (dB)

Frecuencias centrales (Hz)

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

47 51 54 57 60 64 67 71 74 77 80 83

36 40 44 48 52 57 60 64 67 71 75 79

29 33 37 41 45 50 54 58 62 67 71 75

22 26 31 35 40 45 49 54 58 63 68 72

17 22 27 31 36 41 46 51 56 61 66 71

14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 70

12 17 22 28 33 38 43 48 53 58 63 69

11 16 21 27 32 37 42 47 52 57 62 68



38

Fig. 2.24 Curvas NC

En algunas aplicaciones prácticas es útil trabajar con dichas curvas expresadas en bandas

de tercios de octava, como por ejemplo a la hora de calcular el espectro de emisión máxima

que tendrá la música de un recinto de ocio.

En este caso, los dispositivos que se utilizan para controlar la emisión musical, los

limitadores de sonido, trabajan de forma espectral en bandas de tercios de octava, como

exigen la mayor parte de las normativas.



39

Capítulo III

Desarrollo



40

Capítulo III: Desarrollo

3.1. Ubicación del Recinto

La Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús, como todos los recintos religiosos del país,

presta servicios a la comunidad donde se ubica, éstos pueden ser con poca, mediana o

lleno absoluto en la audiencia.

Se encuentra ubicada en Av. Progreso Nacional #121, Colonia Progreso Nacional, en la

Delegación Gustavo A. Madero en la Ciudad de México.

Fig. 3.1. Ubicación vista aérea del recinto

Enfrente del recinto está la Av. Progreso Nacional, donde se instala el mercado de la colonia,

utilizando solo las periferias de las calles y los fines de semana se instala en toda la avenida,

impidiendo el paso vehicular.

De lado izquierdo del recinto se encuentra la Casa y la Escuelita Parroquial, ésta última

utilizada por los niños del catecismo y los diferentes grupos de la parroquia para sus

actividades. A sus espaldas están las oficinas y a unos metros se encuentra el Eje Central

Lázaro Cárdenas.



41

Fig. 3.2. Vista externa del recinto.

Fig. 3.3. Vista interna del recinto.



42

Fig. 3.4 Vista del recinto, lado izquierdo, (vista desde el mural)

Fig. 3.5 Vista del recinto, lado derecho, (vista desde el mural)



43

3.2 Características del recinto

3.2.1 Medidas

Con la debida autorización del párroco, se trabajó sobre los planos originales2 del recinto,

desde donde se pudo calcular el área y volumen reales del recinto. Debido a la forma

compleja como está construido, se tomaron medidas especiales a cuanto sacar el volumen

como por ejemplo, el trabajar con distintas figuras geométricas en una.

Las medidas quedaron de la siguiente manera:

Fig. 3.6 Dimensiones del recinto.

2 Véase los planos arquitectónicos en el anexo.

ÁREA TOTAL 1,719.02 m2

VOLUMEN TOTAL 4,392.76 m3

14.55 m



44

3.2.2 Materiales del Recinto:

En la siguiente tabla, se enlistan los materiales con los que cuenta el recinto, así como las

superficies con las que cuenta cada material:

Tabla 5 Materiales y sus coeficientes de absorción del recinto

3.3 Condiciones sonoras iniciales

Para poder identificar el problema se empieza conociendo la ubicación inicial de los

altavoces, su mala calidad del sonido, sin mencionar la mala posición de los mismos.

Actualmente en el recinto se cuenta con 4 altavoces Peavey 115 HC3 y 2 altavoces de marca

desconocida, normalmente utilizados de manera casera, por lo que sus especificaciones

son desconocidas.

En la siguiente Figura 3.7, se muestran los acomodos de los 6 altavoces:

3 Manuel de usuario/especificaciones PROSYS 115 HC. Peavey Para mayor referencia, véase el apéndice, Tabla Ap.3

Material Superficie (m2)

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 KHz 2 KHz 4 KHz

Concreto pintado

768.90 0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08

Paneles de madera de pino de 5 a 10 mm

89.44 0.10 0.11 0.10 0.08 0.08 0.11

Vidrio de color (Naranja y amarrillo) 0.3-0.5 mm

202.57 0.18 0.06 0.04 0.03 0.02 0.02

Banca de Madera maciza de 5 cm

109.80 0.34 0.39 0.44 0.54 0.56 0.56

Mármol 439.24 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

Mosaico 109.07 0.10 0.11 0.10 0.08 0.08 0.11



45

Fig. 3.7 Ubicación de los bafles dentro del recinto, así como su dirección del sonido de cada una.

Enumerados en la figura 3.7, como 1, 2, 3 y 4 y a una altura de 2.40 m. del piso, como se

muestra en la figura 3.8.

Fig. 3.8 Altavoces 1 y 2 dentro del recinto

1

2

3

4

5

6



46

De acuerdo a la ubicación actual, la radiación de los altavoces 1, 2, 3 y 4 da espacio a

“Zonas muertas”, que a su vez, no permiten un correcto esparcimiento del sonido.

En la siguiente figura 3.9 se puede apreciar el campo de radiación de los altavoces y su mal

posicionamiento:

Fig. 3.9 Campo de radiación de los altavoces 1, 2, 3 y 4, mostrando su mala orientación

Los altavoces 5 y 6 se muestran en las siguientes figuras: (Especificaciones desconocidas)

Fig. 3.10 altavoces 5 y 6



47

Por su parte, los altavoces 5 y 6 que son de equipos casero adaptado para funcionar en el

recinto también están mal posicionados dando espacio a pérdida de eficacia en el

esparcimiento del sonido, como podemos apreciar en la figura 3.11:

Fig. 3.11 Campo de radiación de los altavoces 5 y 6, mostrando su mala orientación.

Todos los altavoces previamente descritos, están conectados en serie al amplificador

Peavey XR 600C Mixer Amplifer4:

Fig. 3.12 Centro de control de sonoridad actual del recinto.

4 Para mayor referencia, véase Apéndice, Tabla Ap.2



48

De esta manera, los elementos con los que cuenta el recinto datan de una antigüedad de

20 años, llegando a un periodo de deterioro del mismo.

Los elementos anteriormente descritos, se describen en la siguiente figura 3.13, que sugiere

la conexión actual de sonoridad del recinto:

Fig. 3.13 Diagrama de conexión sonora actual.



49

3.4 Niveles de Ruido en el recinto

De acuerdo a la NOM-081-ECOL-19945, se localizarán las Zonas Críticas del recinto, en

donde más específicamente se hará medición del nivel de ruido utilizando el sonómetro

NORSONIC 132.

Teniendo en consideración las curvas NC 25 y 30 que L. Beranek6 propone para Iglesias,

se usarán como referencia para determinar los niveles de ruido del recinto.

En la Figura 3.14 podemos observar las curvas NC 25 y 30.

Fig. 3.14 Curvas NC 25 - 30

5 SEMARNAT – Diario oficial de la Federación 6 Bibliogrfía [L. Beranek, 5]

0

10

20

30

40

50

60

125 250 500 1000 2000 4000

NIV

EL D

E P

RES

ION

SO

NO

RA

(d

B)

FRECUENCIA (Hz)

NC 25

NC 30



50

En este caso se identificaron solo dos zonas críticas, que se ilustran en la siguiente Figura:

Fig. 3.15 Localización de las zonas críticas del recinto

En cada punto marcado como Zona Crítica del recinto, se harán 35 mediciones con un

espaciamiento de tiempo de 5 segundos en cada una.

Se harán las 35 mediciones por cada octava de frecuencia, comenzando por 125Hz, 250Hz,

500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, utilizando el sonómetro en ponderación “A” y los resultados serán

en dB(A).

Como podemos observar en la Figura 3.15, se localizaron dos zonas críticas, en las cuales

se harán mediciones en dos puntos7 (dentro y afuera) del recinto y en cada punto se harán

18 mediciones, de esta manera se cumple con la norma que nos indica se realicen 35

mediciones por Zona Critica.

7 NOM-081-ECOL-1994, apartado 5.3.1.2.1



51

En la siguiente tabla, se enlista los resultados promedio por Zona Crítica, los resultados

están dados en dB (A).

Tabla 6.Resultados obtenidos promedio por Zona Critica

En la siguiente Figura 3.19 se grafican los resultados obtenidos, en la gráfica se puede

apreciar que los resultados de nivel de ruido están dentro de los parámetros de tolerancia

de ±10%, por lo que se determina que no es necesario un aislamiento acústico para el

recinto.

Fig. 3.16 Gráfica del resultado obtenido comparado con las curvas NC 25 - 30

Unidad Zona Critica 1 Zona Critica 2

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

dB(A) 47.6 43.6 40.3 33.8 29.3 28.2 49.2 44.8 38.7 32.8 31.8 31.1

0

10

20

30

40

50

60

125 250 5 0 0 1 0 0 0 2000 4000

NIV

EL D

E P

RES

ION

SO

NO

RA

(d

B)

FRECUENCIA (Hz)

NC 25

NC 30

ResultadoZC1ResultadoZC2



52

3.5 Tiempo óptimo de reverberación

El tiempo de reverberación es esencial para el acondicionamiento acústico, éste va en

función del volumen del recinto así como el uso que se le da al mismo.

Existen graficas que nos demuestran el tiempo óptimo para diversos recintos, en este caso

ocuparemos las recomendadas por L. Beranek8 para iglesias:

Fig. 3.17 Gráfica del tiempo de reverberación óptimo, en función de su volumen

De acuerdo a la tabla 2 y la gráfica en la figura 3.17, para el tiempo óptimo ideal en una

iglesia, se toma como referencia el TR500 y en este caso es de 1.5 s.

Para saber los tiempos óptimos en las demás bandas de octava, es indispensable saber el

uso que se le da al recinto, en este caso, siendo una iglesia, su uso es para música y voz.

De esta manera haremos uso de la gráfica de Kinsler para límites relativos para el tiempo

de reverberación para música y voz, que como ya se dijo, es el uso que se le da al recinto.

8 Bibliografía, [L. Beranek, 5]



53

Fig. 3.18 Limites relativos para el tiempo de reverberación para música y voz (discursos), según Kinsler.

De acuerdo a la figura 3.17 y 3.18, los datos de ambas graficas se interpolarán para obtener

el tiempo de reverberación óptimo de la siguiente manera:

𝑇𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑘(𝑇𝑅500)

Dónde:

K = Constante de Kinsler (obtenido de la gráfica de la Figura 3.18)

TR500 = Tiempo óptimo para 500 Hz de 1.5 s9

El uso del recinto se ha caracterizado por tener 60% para voz y un 40% para música, ya

que en cada evento que se realiza, viene acompañado por un grupo musical, son tener en

cuenta que la gente y/o el celebrante llegan a cantar en espacios dentro de los eventos.

9 Véase Tabla 2 y Fig. 3.20



54

Teniendo en cuenta las características del recinto anteriores, podemos especificar en la

siguiente Fig.3.19:

Fig. 3.19 Limites relativos para el tiempo de reverberación para música y voz (discursos), propios del recinto.

Por lo que entonces podemos sustituir los valores, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 7.Tiempos de Reverberación óptimos para el recinto

Frecuencia

Cálculo tiempo óptimo

Tolerancia

+10% -10%

125Hz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (1.35)(1.5) = 2.02 𝑠 2.22 1.82

250Hz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (1.15)(1.5) = 1.72 𝑠 1.89 1.54

500Hz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (1.0)(1.5) = 1.5 𝑠 1.65 1.35

1KHz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (1.0)(1.5) = 1.5 𝑠 1.65 1.35

2KHz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (0.90)(1.5) = 1.35 𝑠 1.48 1.21

4KHz 𝑇𝑅ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 = (0.80)(1.5) = 1.2 𝑠 1.32 1.08



55

3.6 Cálculo de tiempo de Reverberación

Se utilizará la fórmula de Sabine para calcular el tiempo de reverberación del recinto en

cuestión.

𝑇 = 0.161 𝑉

𝛴 𝑠𝑖𝛼𝑖

Dónde:

V = Volumen total del recinto S = Superficie (área) de cada parte que conforma el recinto α = Coeficientes de absorción de los materiales del recinto Teniendo en consideración la ecuación de Sabine, se definen los coeficientes de absorción

de acuerdo a los materiales con los que cuenta el recinto, considerando la tabla 5 se

sustituirán los datos en la ecuación de Sabine, obteniendo los tiempos de reverberación

para las diferentes frecuencias en las que se trabajará:

125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz y 4kHz.

Tabla 8.Resultados del tiempo de reverberación obtenidos con la fórmula de Sabine

Frecuencia

Resultado

Obtenido

(segundos)

T125Hz

4.04 T250Hz

5.91 T500Hz

5.58 T1KHz

5.07 T2KHz

4.44 T4KHz

4.49



56

3.7 Medición del tiempo de Reverberación

Habiendo calculado los tiempos de reverberación con la fórmula de Sabine, se medirán con

el Phonic PAA-310 para comparar resultados y así obtener mediciones más exactas.

Fig. 3.20 Imagen del Phonic PAA-3

Para obtener el tiempo el tiempo de reverberación medido con el PAA-3, se obtendrá el

ruido de fondo en el recinto a puerta cerrada y vacío, en este caso resulto ser de entre 48

dB y 52 dB, por lo que de acuerdo a la Norma 3382-2-200811, se deberá subir el nivel por

encima de 30 dB del ruido de fondo.

Para este caso el sonido con el que se va a evaluar el recinto será de entre 78 dB y 82 dB.

Habiendo obtenido las mediciones del recinto, con el ruido rosa filtrado a las bandas de

octava: 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz y 4Khz a un nivel de presión sonora de entre 78

dB y 82 dB, se determinan los puntos en donde se llevará a cabo las mediciones.

10 Para mayor referencia, véase Apendice Tabla Ap.4 11 Acoustics. Measurement of room acoustic parameters. Part 2: Reververation time in ordinary rooms (ISO 3382-2-2008)



57

Conforme la norma ISO 3382-2-200812 se hará en 11 puntos y en ellos, se hacen de 5 a 10

mediciones para disminuir la incertidumbre de medición13.

Fig. 3.21 Distribución espacial dentro del recinto de los puntos donde se midió el tiempo de reverberación.

12 Para mayor referencia véase Anexo A 13 Acoustics. Measurement of room acoustic parameters. Part 2: Reververation time in ordinary rooms (ISO 3382-2-2008). Método de respuesta impulsiva



58

En las imágenes siguientes se puede apreciar el proceso de medición en los diferentes

puntos dentro del recinto:

a) Localizado en el punto 8 b) Localizado en el punto 3 a 3.10 m de altura

Fig. 3.22 Localización del PAA-3 en algunos puntos dentro del recinto

En las siguientes tablas, se enlistan los resultados obtenidos en cada frecuencia y punto

dentro del recinto. Tabla 9.Resultados del tiempo de reverberación medidos para 125Hz

Frecuencia: 125Hz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 4.31 4.56 4.71 4.08 4.32

2 4.65 3.82 3.96 4.19 4.42

3 3.76 4.03 4.09 4.08 4.33

4 4.54 3.63 4.42 4.38 4.66

5 4.57 5.77 4.39 4.10 5.29

6 4.26 4.54 4.33 3.92 4.23

7 3.76 4.46 4.78 4.51 4.36

8 4.63 4.79 4.42 4.17 4.47

9 4.69 4.16 4.69 4.72 4.54

10 4.14 4.81 4.81 4.05 4.72

11 4.77 4.59 5.09 4.83 4.86



59

Tabla 10.Resultados del tiempo de reverberación medidos para 250Hz

Tabla 11.Resultados del tiempo de reverberación medidos para 500H.

Frecuencia: 250Hz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 5.01 5.37 4.85 4.85 5.30

2 5.17 5.05 4.58 4.59 4.68

3 4.96 4.53 4.86 4.58 3.96

4 4.52 4.44 4.81 4.21 4.59

5 4.71 4.67 4.42 4.90 4.88

6 4.55 4.54 4.41 4.48 4.19

7 4.40 5.08 4.51 4.36 4.82

8 4.52 4.41 5.00 4.69 4.65

9 5.07 4.63 4.44 4.95 4.90

10 4.99 4.87 4.56 4.98 4.62

11 4.95 4.76 4.80 4.70 4.54

Frecuencia: 500Hz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 5.39 4.97 5.54 5.21 4.99

2 4.80 5.08 5.20 5.26 4.91

3 4.79 5.08 4.89 4.76 5.26

4 5.17 5.02 5.13 5.07 5.24

5 4.44 5.27 5.54 4.68 5.00

6 5.11 4.97 5.26 5.14 5.10

7 4.52 5.00 4.92 5.43 4.83

8 5.02 5.02 4.93 4.68 4.98

9 4.95 5.12 5.88 5.16 5.26

10 5.38 5.60 5.12 5.06 5.42

11 5.20 4.82 5.15 5.27 5.08



60

Tabla 12.Resultados del tiempo de reverberación medidos para 1KHz


Frecuencia: 1KHz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 5.18 5.33 5.23 5.11 5.34

2 5.36 5.07 5.24 5.15 5.38

3 5.36 5.29 5.63 5.45 5.42

4 5.30 5.22 5.43 5.31 5.20

5 5.45 5.17 5.33 5.41 5.19

6 5.30 5.30 5.44 5.66 5.38

7 4.99 5.32 5.43 5.13 5.24

8 5.25 5.16 5.00 5.42 5.44

9 5.37 5.14 5.33 5.54 5.45

10 5.48 5.45 5.49 5.45 5.18

11 5.41 5.60 5.28 5.32 5.14

Frecuencia: 2KHz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 5.00 4.57 4.40 4.73 4.37

2 4.51 4.55 4.80 4.70 4.66

3 4.57 4.68 4.81 4.67 4.59

4 4.72 4.59 4.56 4.53 4.71

5 4.38 4.60 4.56 4.36 4.62

6 4.73 4.70 4.65 4.55 4.65

7 4.69 4.51 4.49 4.39 4.74

8 4.77 4.57 4.59 4.62 4.71

9 4.65 4.69 4.63 4.61 4.65

10 4.59 4.58 4.70 4.39 4.71

11 4.72 4.72 5.00 4.71 4.74



61


De los datos medidos, en las tablas anteriores mencionados, se obtiene el promedio

espacial, y de cada punto su tiempo obtenido.

Se obtuvieron los siguientes datos:

Tabla 15. Comparación de resultados calculados y medidos

Frecuencia

Tiempo de

Reverberación

Calculado (s)

Tiempo de

Reverberación Medido

(s)

Tiempo de

Reverberación Óptimo

(s)

125 Hz 4.04 4.48 2.02

250 Hz 5.91 4.28 1.72

500 Hz 5.58 5.08 1.5

1 KHz 5.07 5.31 1.5

2 KHz 4.44 4.63 1.35

4 KHz 4.49 2.98 1.2

Frecuencia: 4KHz

Punto 1° 2° 3° 4° 5°

1 3.01 3.12 2.95 2.77 3.09

2 3.18 3.29 3.08 3.22 3.24

3 3.04 3.03 2.90 3.02 3.09

4 3.01 3.00 2.96 3.07 3.01

5 3.01 3.06 3.06 2.96 2.97

6 2.90 3.06 3.09 2.99 2.98

7 2.93 2.95 3.11 3.60 2.94

8 2.87 3.02 2.96 2.94 3.12

9 2.91 2.93 2.71 3.00 2.74

10 2.84 2.91 2.94 2.07 2.92

11 2.91 2.76 3.03 2.38 2.94



62

En la siguiente Fig. 3.23, podemos observar la gráfica en la que se muestran los tiempos de

reverberación óptimos y los obtenidos mediante la medición con el PAA-3 Phonic.

Se puede apreciar que los tiempos obtenidos son demasiados altos, muy por encima de la

tolerancia del ±10%.

Fig. 3.23 Tiempos de reverberación, óptimos y medidos

0

1

2

3

4

5

6

125 250 500 1000 2000 4000

TIEM

PO

(SE

GU

ND

OS)

FRECUENCIA (Hz)

Tiempo Medido

Tiempo Óptimo

10%

-10%



63

3.8 Propuesta a la solución al problema

3.8.1 Propuesta de acondicionamiento acústico

Considerando el no afectar la arquitectura del recinto, se propondrán materiales discretos y

estéticos que beneficien la acústica del recinto, y mantenga en medida de lo posible su

arquitectura original.

Para el acondicionamiento acústico del recinto, se proponen dos tipos de materiales, para

con ello satisfacer las condiciones de tiempos de reverberación óptimos. El primero de ellos

es el Panel Absorbente Acustiart-50, que se ilustra en la Fig. 3.24.

El Panel Absorbente Acustiart-50 mejora la respuesta absorbente principalmente para altas

frecuencias mayores a 125 Hz y tiempos de reverberación para todo tipo de recintos donde

una solución acústica es necesaria.

Fig. 3.24 Panel absorbente de poliuretano Acustiart-50

Especificaciones del Panel Absorbente Acustiart-50:

Material: Fibra de poliéster

Espesor: 50 mm

Peso: 12.5 Kg/m2

Dimensiones: 90 cm x 50 cm x 50 mm

Uso: Principalmente para paredes, pero puede utilizarse para techos.



64

En la siguiente Fig. 3.25, se muestra el coeficiente de absorción del panel absorbente

acustiart-50, propuesto para el acondicionamiento acústico.

Fig. 3.25 Coeficiente de absorción para el panel acustiart-50

El segundo material propuesto es un panel resonador que formado por un panel de un

material no poroso y flexible, como por ejemplo la madera, montado a una cierta distancia

de una pared rígida con objeto de dejar una cavidad cerrada de aire entre ambas superficies.

Cuando una onda sonora incide sobre el panel, éste entra en vibración como respuesta a la

excitación producida. Dicha vibración, cuya amplitud depende principalmente de la

frecuencia del sonido y es máxima a la frecuencia de resonancia, provoca una cierta pérdida

de una parte de la energía sonora incidente.

En este caso se propone el panel resonador TR-R9, que se ilustra en la Fig. 3.26.



65

Fig. 3.26 Panel perforado, utilizado como resonador, diseñado para absorber las bajas frecuencias

Cuya finalidad de utilizarlos de manera complementaria al material absorbente propuesto,

de manera de eliminar reflexiones indeseables que se producen cuando el sonido incide

directamente sobre la superficie del recinto.

El panel resonador TR-R9 también ayuda a regular el tiempo de reverberación en recintos

a bajas y medias frecuencias, como lo podemos apreciar en sus especificaciones (Fig 3.27):

Material: Madera

Dimensiones: 59.5 cm x 59.5 cm x 20 cm

Fig. 3.27 Coeficientes de absorción del panel TR-R9



66

3.8.2 Solución al Tiempo de Reverberación

El problema actual del recinto radica en los tiempos altos de reverberación que presenta,

para resolver este problema se harán modificaciones en materiales de absorción, que

permitan un tiempo de reverberación aceptable para el recinto.

Anteriormente se propuso la instalación de paneles perforados que funcionan como

resonadores y absorbentes de bajas frecuencias.

Para este caso se propone el Panel TR-R9, ilustrado en la figura 3.26 y que cuyos

coeficientes de absorción son:

Tabla 16.Coeficientes de absorción del Panel TR-R9

Panel

Perforado 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 KHz 2 KHz 4 KHz

TR-R9

0.95

0.65

0.20

0.18

0.15

0.12

El otro material propuesto son los paneles absorbentes de poliuretano Acustiart-50 que

mejora la respuesta absorbente y tiempos de reverberación para medias y altas frecuencias

por encima de los 125 Hz.

En la siguiente tabla se muestran sus coeficientes de absorción:

Tabla 17.Coeficientes de absorción del Panel Acustiart-50 de poliuretano.

.

Panel 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 KHz 2 KHz 4 KHz

Acustiart-50

0.30

0.60

0.62

0.70

0.75

0.80



67

3.8.3 Propuesta al refuerzo sonoro

Audio distribuido: Sistemas de línea de 70 V

El concepto de audio distribuido no es nuevo, ha estado con nosotros durante muchos años

y una de sus variantes más utilizadas son los sistemas llamados de 70 Volts. A diferencia

de los actuales sistemas multi-zona, con elegantes botoneras o incluso pantallas táctiles,

los sistemas de audio distribuido de 70V ofrecen una manera económica de llenar de sonido

muchas habitaciones, siempre y cuando se esté dispuesto a sacrificar calidad por cantidad.

Existen muy buenas razones para el uso de un sistema de audio distribuido de 70V. Como

es sabido, es difícil ajustar una impedancia segura para un amplificador, una vez que se

inicia la conexión de dos o más altavoces en combinaciones serie /paralelo y, a menos que

realmente se sepa lo que se está haciendo, se puede comprometer la impedancia del

amplificador.

Los sistemas de audio distribuido de 70 Volts deben su nombre al uso de una línea de

distribución de 70 volts que permite, a un solo amplificador monoaural, conectar un gran

número de altavoces. El secreto está en un transformador que se conecta entre cada

gabinete y el amplificador que tiene la función de elevar la impedancia del altavoz, para

permitir la conexión de muchas de ellas en paralelo, sin el riesgo de quemar el amplificador.

Funcionamiento del sistema de línea de 70 V

Un sistema de distribución de audio de 70 Volts es realmente muy sencillo de implementar,

una vez que entendemos el concepto detrás de ellos.

La mayoría de los amplificadores de audio pueden manejar una impedancia de salida de

hasta cuatro ohms (a veces dos). Sin embargo, casi todos los altavoces tienen una

impedancia de ocho ohms (a veces cuatro). Una vez que se conectan dos altavoces de ocho

ohms en paralelo, se alcanza el límite de cuatro ohms del amplificador. Si se les conecta en

serie, se obtendrán 16 ohms que es una impedancia segura para el amplificador, pero

ineficaz en términos de transferencia de potencia.

Es posible conectar cualquier número de altavoces en combinaciones de serie y paralelo

para lograr diferentes impedancias, pero el volumen de cada altavoz variará

significativamente a menos que se tenga el diseño perfectamente balanceado. Lo cierto es

que, no importa lo que haga, no se podrá controlar el volumen de cada altavoz

independientemente.

En un sistema de distribución de 70 volts, un transformador se agrega a cada altavoz para

que aumente significativamente su impedancia.



68

Esto permite conectar un gran número de altavoces en paralelo al amplificador.

El amplificador envía una tensión mayor que uno regular de cuatro u ocho ohms (hasta 70

volts), con el fin de compensar la mayor impedancia y con la ventaja de que se puede definir

el volumen deseado para cada altavoz.

Fig. 3.28 Tipo de conexión en línea: Serie y Paralelo

Conexión

Los altavoces se conectan a la línea de 70 volts y a la terminal común de salida en el

amplificador de distribución. Todos necesitan conectarse en paralelo. Pueden ser ya sea

“home run”(individualmente y volver al amplificador), o “daisy chain” de uno a otro. Por

supuesto, se puede utilizar una combinación de ambos.

1) La salida común y de 70V del amplificador de distribución se conectan a la terminal

común y de entrada de cada atenuador.

2) El común y la salida de cada atenuador, se conectan al común y al cable de potencia

deseado en el primario del transformador de 70 volts.

3) Los cables del secundario del transformador (común y ocho ohms) se conectan a las

terminales del altavoz, teniendo cuidado de conectar siempre la terminal (-) al común y la

terminal (+) a la de ocho ohms.

4) Por último, es necesario conectar la salida de línea o auxiliar de su mezclador o fuente

principal, a la auxiliar de entrada en el amplificador de distribución.



69

Fig. 3.29 Diagrama de conexión de un sistema de línea de 70V

Líneas de alta tensión. Transformadores de elevación y de reducción

100 o 70 volts son voltajes altos teniendo en cuenta que los altavoces suelen ser de baja

potencia. Para conseguir estos voltajes altos con amplificadores que no los generan con su

electrónica de potencia se utiliza un transformador elevador a la salida de cada canal del

amplificador.

Aquellos amplificadores que están diseñados específicamente para líneas de voltaje

constante lo llevan integrado, aunque en ocasiones se utilizan también transformadores

externos acoplados a amplificadores convencionales.

Si podemos elegir entre 70 o 100V elegiremos usar líneas de 100V, por lo que el mayor

voltaje nos permitirá reducir las pérdidas del cable o utilizar cable de menor calibre (y por

tanto menor costo).

Para casos extremos, la mayor parte de los amplificadores para aplicaciones de voltaje

constante que cuentan con dos o más canales permiten juntar dos canales en modo puente,

obteniendo 140V o 200V de salida, en cuyo caso la potencia de los altavoces será cuatro

veces más de lo que indique su posición para el voltaje sin puentear (por ejemplo, la posición

de 15W para 100V correspondería a 60W para 200V), debiéndose evitar que pueda haber

personas que, desconociendo el modo puente del sistema, seleccionen las posiciones de

mayor potencia de los altavoces.



70

Desventajas

Los transformadores pierden como calor parte de la potencia que transmiten. Los

transformadores de los altavoces pueden llegar hasta a 1 dB de pérdida, aunque los

transformadores de los amplificadores son más eficientes.

Aunque la pérdida de eficiencia no es probablemente significativa si realizamos una

comparación con una instalación de baja impedancia (o sea no de 70 ni 100V) con los

mismos calibres de cableado.

La saturación del transformador sí que representa un perjuicio importante, ya que además

de afectar a la seguridad lo hace también a la respuesta en frecuencia, ya que son las

frecuencias más graves las que saturan el transformador y por ello, al aumentarse la

potencia, la respuesta en frecuencia se modifica de forma que se refuerzan los graves

(puesto que baja la impedancia en estas frecuencias), hasta el punto de que una caja con

transformador de línea podrá percibirse como con "más graves" que el mismo modelo de

caja con transformador. La saturación de los transformadores también genera distorsión

armónica. Para evitar la saturación, los amplificadores de línea suelen incorporar un filtro

pasa-alto que limita el límite inferior de las frecuencias bajas.

Los amplificadores que generen 70 o 100V directamente sin ayuda de transformador

elevador, carecen de estas desventajas derivadas de éste, aunque los transformadores de

los altavoces suelen limitar la gama de frecuencias en los agudos en cualquier caso.

Cálculo

Como se ha comentado anteriormente, el cálculo de un sistema de 100 o 70V es muy

sencillo. En la figura 3.30 se utilizan tres altavoces en una línea de 100V. En uno de ellos el

selector de potencia de entrada está a 60W. En otro está a 20W. El último altavoz no tiene

selector sino un transformador con una potencia fija de 15W.

Por tanto para esta instalación necesitaríamos un canal de amplificador de al menos 95W

(60W+20W+15W). Se añade un 20% a la potencia del amplificador para compensar por

posibles saturaciones de transformador y otras causas que pudiesen exigir al amplificador

más potencia de la nominal y constituir un riesgo de seguridad.

En este caso el amplificador que necesitaríamos sería de 114W (95W más un 20%) o

superior.



71

Fig. 3.30 Instalación de una línea de 100V

3.8.4 Elección del sistema de megafonía

Para lograr una mejor distribución del sonido, se toma en cuenta dos puntos

fundamentales en la elección de los altavoces:

1) El área a sonorizar

2) Tipo de altavoz propuesto, sus especificaciones y características.

Como ya se vio antes, las conexiones, la elección de este sistema ayudará al cálculo de las

impedancias, así como los montajes de los altavoces con conexión serie-paralelo.

Todos los altavoces se conectarán en paralelo a los dos cables de salida del amplificador.

La potencia de salida del amplificador debe ser igual a la suma de las potencias de los

transformadores de los altavoces. La suma de las potencias seleccionadas en los

transformadores de los altavoces debe ser igual a la potencia entregada por el amplificador,

con ello se busca proteger a los altavoces por posibles daños producidos por variaciones

en el voltaje que se utiliza en el recinto.

Área a sonorizar

El área que estamos considerando a sonorizar se distribuye de la siguiente manera:

Largo: 31.5 m

Ancho: 17.43 m

Altura: 14.55 m

Debido a la cantidad de personas que asisten al recinto, hay ocasiones en que las bancas

se llenan y algunas personas se quedan de pie hasta atrás (dónde inicialmente no hay

buena sonoridad)



72

Tipo de Altavoz propuesto y sus especificaciones y características

Conociendo las dimensiones del recinto se han buscado altavoces de interiores que

pudieran satisfacer las necesidades actuales como los Altavoces Bose Freespace DS 16F14

a continuación mencionados:

Fig. 3.31 Altavoz propuesto Bose Freespace DS 16F.

a) Vista con rejilla metálica, b) Vista sin rejilla, c) Vista posterior

Se propone también la instalación de un par de altavoces de intemperie, y así solucionar el

problema de llevar el sonido del interior del recinto hacia el exterior (atrio).

Esto solamente en momentos específicos como son la celebración de la fiesta patronal,

celebraciones de semana santa y fiestas decembrinas, cuando los asistentes son tantos

que hay personas hasta la calle sin que éstos entendieran algo de lo que sucedía al interior.

Para ello se proponen los siguientes altavoces de intemperie tales como los altavoces Bose

Freespace DS 16S15:

Fig. 3.32 Altavoz propuesto Bose Freespace DS 16S para exteriores.

14 Para ver especificaciones, véase Apéndice A. 15 Para ver especificaciones, véase Apéndice B.

a) b) c)



73

Teniendo en cuenta todas las características del área a sonorizar y tipo de altavoces, se

calcula el espaciamiento entre cada altavoz y la altura de las personas, de la siguiente

manera:

Fig. 3.33 Espaciamiento de un sistema de megafonía

Para calcular el espaciamiento tenemos la siguiente fórmula:

𝐷 = (𝐻1 − 𝐻2)

𝑐𝑜𝑠∝2

Dónde:

D = Espaciamiento o distancia entre altavoces

H1 = Altura de piso al techo

H2 = Altura del oído perceptor (altura de una persona)

α = Angulo de dispersión

Una vez definida la fórmula, se sustituirán los valores del recinto en cuestión:

𝐷 = (𝐻1 − 𝐻2)

𝑐𝑜𝑠∝2

= (3.10 − 1.60)

cos 140

2

= 𝟒. 𝟑𝟖𝒎

Observaciones:

Para H1 se utiliza 3.10 m, que es la altura de la marquesina dentro del recinto.

Para H2 se utiliza la altura promedio de 1.60 m de los asistentes.

Con ello se sabe que el espaciamiento entre altavoces debería ser óptimo para 4.38 m.



74

El siguiente paso, es saber cuántos altavoces se necesitan, y para ello se utiliza la siguiente

fórmula:

𝑁 =𝑆

4 [(𝐻1 − 𝐻2) tan (∝2)]

2

Dónde:

N = Número de altavoces

H1 = Altura de piso al techo

H2 = Altura del oído perceptor (altura de una persona)

α = Angulo de dispersión

S = Superficie del recinto (piso)

𝑁 =𝑆

4 [(𝐻1 − 𝐻2) tan (∝2)]

2 = 439.24

4 [(3.10 − 1.60)tan (140

2 )]2 = 𝟔. 𝟒𝟔

Por lo que se deduce que se necesitan 6 altavoces.

Para lograr una correcta sonorización del recinto, es indispensable conocer la potencia de

los altavoces: 16W x 8 = 128W (Potencia total necesitada para sonorizar el recinto).

Con esas consideraciones para tenerlas en cuenta se propone la adquisición de un

amplificador Yamaha XH-20016

Fig. 3.34 Amplificador Yamaha XH-200

16 Para ver especificaciones, véase Apéndice C.



75

El XH200 es el amplificador de distribución perfecto para su uso con numerosos altavoces

de alta impedancia en teatros, vestíbulos y salas de conferencias. Además de ser

considerablemente ligero, el XH200 tiene un tamaño compacto de 2U que se adapta

perfectamente a casi cualquier tipo de instalación. Esta combinación de elevada potencia y

tamaño pequeño se ha conseguido mediante el uso de una avanzada fuente de alimentación

de conmutación. El XH200 tiene también un conector remoto/monitor que permite el control

y la monitorización del estado desde un dispositivo externo.

Conexiones:

El XH200 permite la conexión en paralelo de varios altavoces de alta impedancia que

admitan una salida de línea de 70 V o 100 V. El número de altavoces que se pueden

conectar varía según la potencia de entrada nominal de los mismos.

Se pueden conectar altavoces con una potencia de entrada nominal total máxima de 200 W

por canal. Por ejemplo, puede conectar un máximo de veinte altavoces con una entrada

nominal de 10 W.

Fig. 3.35 Conexión de altavoces a una salida de 70 0 100 V.



76

Micrófono

Dentro de las actividades del recinto, hay varios grupos musicales, con estilos diferentes,

músicas de coro, estudiantinas y grupos versátiles con guitarras y percusiones.

Considerando un mejor desempeño para estos grupos dentro del recinto se considera la

adquisición de un micrófono Lápiz Micrófono de condensador MXL 993, cuyas se

especificaciones se enlistan a continuación:

Diseñado con las últimas tecnologías de audio, el micrófono instrumento MXL 993 tiene el

rango dinámico que necesita para aplicaciones acústicas críticos. Perfecto para guitarra y

tambores de arriba, el MXL 993 utiliza circuitos FET sin transformador y una cápsula de

diafragma de oro para un sonido limpio, abierto, tanto en estudio como en directo entornos.

En la Fig. 3.36 se ilustra el micrófono MXL 99317.

Fig. 3.36 Micrófono MXL 993

17 Para ver especificaciones, véase Apéndice D.



77

Teniendo en cuenta lo anterior de refuerzo sonoro, las especificaciones de los altavoces

propuestos, se puede predecir de acuerdo a su campo radiado, como quedaría dentro del

recinto.

En la siguiente Figura, podemos observar el recinto cubierto con el campo de radiación de

los altavoces, así como su posición propuesta:

Fig. 3.37 Proyección de la posición propuesta de los altavoces y su campo de radiación.



78

Capítulo IV

Costos



79

4.1 Materiales utilizados

En la siguiente tabla de desglosa la lista de materiales que se proponen utilizar para solución

del problema, así como su cantidad a utilizar y su costo.

Tabla 18.Costos de materiales propuestos

Se recomienda utilizar un costo de amortización por el 10% del costo total, en este caso se

sugiere el monto por: $3,544.72

4.2 Proyecto y mano de obra

Para el proyecto se contempla un 30% del costo total, por concepto de creación y desarrollo

del proyecto, por lo que en este caso es de: $10, 634.18

La mano de obra es un requisito indispensable para la instalación del proyecto, en este caso

se prevé el trabajo de 2 ingenieros especializados que instalaran el equipo, en un tiempo

estimado de 8 días. En este caso se contempla el 15% del costo total: $5,317.09

Material Costo x unidad Cantidad

requerida

Costo Total

Panel Absorbente Acustiart-50 $2.199.20 (caja c/10 pzs. de 60 x60)

2 $4,398.52

Panel Perforado $1,671 (caja c/10 pzs. de 60 x60)

4 $6,684

Amplificador Yamaha XH-200 $6,770.00 1 $6,770

Altavoces Bose Freespace DS 16F $1,540 6 $9,240

Altavoces Bose Freespace DS 16S

para intemperie $1,680 2 $3,360

Micrófono MXL 993 $2,700 1 $2,700

Cable 18 AWG (0.8 mm) $9 200m $1,800

Tensores $82.46 6 $492.76

Total materiales $35,447.28



80

Todo lo anterior conlleva el reajuste al proyecto final, contando Mano de obra, proyecto y

materiales en la siguiente tabla:

Tabla 19.Tabla de desglose total del proyecto

Material / Concepto Costo x unidad Cantidad

requerida

Costo Total

Panel Absorbente Acustiart-50 $2.199.20 (caja c/10 pzs. de 60 x60)

2 $4,398.52

Panel Perforado $1,671 (caja c/10 pzs. de 60 x60)

4 $6,684

Amplificador Yamaha XH-200 $6,770.00 1 $6,770

Altavoces Bose Freespace DS 16F $1,540 6 $9,240

Altavoces Bose Freespace DS 16S

para intemperie $1,680 2 $3,360

Micrófono MXL 993 $2,700 1 $2,700

Cable 18 AWG (0.8 mm) $9 200m $1,800

Tensores $82.46 6 $492.76

Amortización $3,544.72

Venta del proyecto $10, 634.18

Mano de obra $5,317.09 2 $10,634.18

Total proyecto $60, 258.36



81

Anexos Tablas y Planos



82

Tabla A.1 Coeficientes de absorción – Architectural Acoustics, Principles and Design-.



83

Tabla A.2 Coeficientes de absorción – Architectural Acoustics, Principles and Design-



84

Tabla A.3 Coeficientes de absorción – Architectural Acoustics, Principles and Design-



85

Tabla A.4 Materiales de fabricación nacional – Ingeniería Acústica-



86

Tabla A.5 Coeficientes de absorción de algunos objetos – Ingeniería Acústica-

0,34 0,39 0,44 0,54 0,56 0,56



87

Fig. A.1 Plano planta baja general del recinto.



88

Fig. A.2 Plano fachada principal y lateral del recinto.



89

Anexo A. Norma 3382-2:2008



90

Apéndices Hojas de

especificaciones



91

Apéndice A. Especificaciones de los altavoces Bose Freespace DS 16F

Altavoces Bose Freespace DS 16F Especificaciones:

Frecuencia de respuesta (+/- 3 dB): 95 Hz – 17 KHz

Dispersión nominal: Cónica de 140°

Filtro de paso alto recomendado: 80 Hz High-pass filter Potencia: 16 W Impedancia: 8 Ohms Sensibilidad: 1W/1m 84dB

Etapas de transformador: 70 V: 1W, 2W, 4W, 8W y 16W 100V: 2W, 4W, 8W y 16W

Rejilla de acero recubierto (pintable)

Calibre del cable: 18 AWG (0.8mm) a 14 AWG (2.0mm)

Diámetro: 239 mm (23.9 cm)

Grosor: 176 mm (17.6 cm)

Peso: 1,9 Kg.



92

Apéndice B. Especificaciones de los altavoces Bose Freespace DS 16S

Altavoces Bose Freespace DS 16S para exteriores Especificaciones:

Altavoz 100% Intemperie

Frecuencia de respuesta (+/- 3 dB): 95 Hz – 17 KHz

Dispersión nominal: 170° H x 160° V

Filtro de paso alto recomendado: 80 Hz High-pass filter

Potencia: 16 W

Impedancia: 8 Ohms

Sensibilidad: 1W/1m 84dB

Etapas de transformador:

70 V: 1W, 2W, 4W, 8W y 16W

100V: 2W, 4W, 8W y 16W

Rejilla de acero

Calibre del cable: 18 AWG (0.8mm) a 14 AWG (2.0mm)

Alto: 124 mm (12.4 cm)

Ancho: 250 mm (25 cm)

Profundidad: 117 mm (11.7 cm)

Peso: 1,8 Kg.



93

Apéndice C. Especificaciones del micrófono MXL 993



94

Apéndice D. Especificaciones del micrófono MXL 993

Especificaciones:

Tipo: Micrófono de condensador de gradiente

Diafragma: 6 micras de oro-farfulló

Respuesta en frecuencia: 30Hz – 20 KHz

Patrón polar: Cardioide

Sensibilidad: 10mv/Pa

Impedancia de salida: 200 ohms

Ruido equivalente: 18 dB (ponderado IEC 268-4)

Alimentación: 48V Phantom Power (+/- 4V)

Tamaño: 21.5 cm x 2.4 cm



95

Tabla Ap.2 Especificaciones del amplificador Peavey Mixer Amp XR600C



96

Tabla Ap.3 Especificaciones del Altavoz Peavey 115 HC



97

Tabla Ap.3 Especificaciones del PAA3 Phonic



98

Conclusiones



99

Conclusiones:

En base a todo un proceso de estudios acústicos y arquitectónicos implementados en este

recinto: Parroquia del Sagrado Corazón de Jesús, se ha llegado a la elaboración de todo un

proyecto de acondicionamiento acústico y refuerzo sonoro, para poder así llegar a satisfacer

las necesidades que tenía dicho recinto.

Por medio de fundamentos teóricos y respaldos prácticos, se puede predecir su resultado,

tal es el caso de la Fig. 3.33, en la que podemos observar la propuesta de colocación de los

altavoces, que por medio de la teoría trabajada, se determinó altura, espacio y cantidad

entre los altavoces, cubriendo así con su campo de radiación, prácticamente su totalidad en

espacio ocupado por las personas que asisten al recinto.

En el capítulo IV, se ha enlistado el material requerido para la culminación del proyecto,

cabe destacar que es una cantidad elevada, pero elaborada de tal manera que se procuró

la economización del proyecto.

Éste proyecto de tesis, se ha elaborado también con miras a desarrollarse, ya que es una

necesidad, como se ha expresado en el objetivo, que debe satisfacerse lo antes posible

para mejorar el entendimiento dentro del recinto mejorando así su sonorización.

Para ello, el desarrollo del proyecto dependerá de todos los “parroquianos” o asistentes a

las actividades del recinto, así como de la mano del administrador del recinto (párroco), que

en conjunto con los diversos grupos que participan en la parroquia podrán llevarse a cabo

actividades financieras para solventar los gastos de este proyecto.



100

Bibliografía

y

Referencias



101

Bibliografía

1. Architectural Acoustics, Principles and Design

Madan Mehta, Johnson James, Rocafort Jorge

Prentice Hall,

Columbus, Ohio.

2. Ingeniería Acústica

Recuero López Manuel

Paraninfo, 2000

Madrid, España.

3. Refuerzo sonoro, bases para el diseño

Ortiz Berenguer Luis I.

Edición Electrónica, Mayo 1992

México.

4. Diseño acústico de espacios arquitectónicos

Carrión Isbert Antoni

Ediciones UPC (Universitat Politécnica de Catalunya), 1998

Barcelona, España.

5. Acústica

Beranek Leo. L.

Mc Graw Hill, 1969

Buenos Aires, Argentina.

Referencias

1.- http://www.procesosfau.com.ar/wp-content/uploads/2013/09/Acustica-Arquitectonica.pdf

Citada: 19/Septiembre/2014

2.- http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/cap04.pdf

Citada: 19/Septiembre/2014

4.- http://www.ehu.eus/acustica/espanol/ruido/acaces/acaces.html

Citada: 9/Octubre/2014

5.- http://www.duiops.net/hifi/cine-en-casa-introduccionacondicionamiento.html

Citada: 9/Octubre/2014



102

7.- http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-calidad-del-aire/contaminacion_acustica_tcm7-1705.pdf

Citada 15/Marzo/2015

8.- http://www.dbelectronics.es/wp-content/uploads/2013/10/Calculo-de-curvas-NC-en-tercios-de-octava-y-su-aplicacion-practica.pdf

Citada 12/Abril/2015

9.- http://www.cmic.org/comisiones/Sectoriales/medioambiente/Varios/Leyes_y_Normas_SEMARNAT/NOM/Contaminacion%20por%20Ruido/2.%201995.pdf

Citada: 14/junio/2015

Artículos

1.- Sistemas de sonorización, intercomunicación y megafonía para instalaciones públicas y comerciales, EGi audio, España.

2.- Megafonía, principios básicos, Óptimus sonido y comunicación, 2004, España.

3.- Los sistemas de megafonía para aplicaciones de evaluación y emergencia, Nogales García Juan J., 2008, Honeywell Life Safety, Liberia

t e m a “acondicionamiento acÚstico y refuerzo sonoro de …

Documents