Acústica

ACUSTICA
INTRODUCCIÓN
Aplicada a edificios, la acústica es la creación de condiciones necesarias para escuchar
cómodamente y de los medios para controlar los ruidos. La acústica es arte y ciencia, porque el
concepto de lo que es comodidad y lo que es ruido depende de la forma y la función del local que se
está proyectando. Un sonido que para una persona no es demasiado fuerte, para otra puede ser
molesto; lo que es confortable en una fábrica puede ser indeseable en una escuela; la música que
disfruta un aficionado puede considerarse como ruido para un vecino que está tratando de dormir. El
ruido es un sonido indeseable.
Los sonidos se caracterizan por el tono o frecuencia, intensidad o fuerza, y distribución espectral de
energía o calidad. Una persona promedio puede escuchar de 20 a 20000 cps (ciclos o vibraciones por
segundo). Los sonidos de alta frecuencia o de tono alto molestan más a la mayoría de las personas
que los sonidos de tono bajo de la misma intensidad. Sin embargo, los sonidos de tono alto se
atenúan más rápidamente en el aire que los de tono bajo.
La intensidad es una evaluación subjetiva de la presión del sonido o su nivel. Debido a que la
respuesta humana a la fuerza del sonido varía con la frecuencia, cualquier medida de fuerza debe, de
alguna manera, incluir la frecuencia así como la presión o la intensidad para que pueda ser
importante en la acústica de las construcciones. Además, los cambios en la respuesta humana a la
fuerza dependen de la relación de las intensidades del sonido. En la acústica, la relación 10:1 se
llama bel. En la práctica, la unidad que se utiliza con mayor frecuencia es el decibel (dB), que es igual
a 0.1 bel.
A continuación profundizaremos un poco más sobre lo que es la acústica, específicamente aplicada a
la arquitectura, es decir, a los espacios habitables por el hombre.
OBJETIVOS
Muchas veces, en nuestra labor de arquitectos, no le damos a la acústica la importancia que tiene en
la arquitectura.
Podemos sacar fruto de muchos espacios arquitectónicos tomando en cuenta,
planificando, y adecuando el espacio a la acústica. Para esto es necesario entenderla y dominarla.
Es muy importante conocer los efectos que se pueden alcanzar por medio de la acústica. En algunos
lugares es más importante su aplicación que en otros y por lo tanto se trabaja de forma distinta. No
es lo mismo la acústica para un auditórium, cine o teatro, que para una casa; sin embargo, para el
hombre es importante sentirse cómodo dondequiera que esté y por eso hay que cuidar la acústica
hasta en los lugares menos pensados.
€xistens
La acústica involucra muchos temas que es necesario manejar también para poder entenderla a
fondo. A continuación se explicarán detalladamente cada uno de ellos y se expondrán ejemplos que
facilitarán su comprensión.
SONIDO
El sonido es la vibración de un medio elástico, bien sea gaseoso, liquido o sólido. Cuando nos
referimos al sonido audible por el oído humano, estamos hablando de la sensación detectada por
nuestro oído, que producen las rápidas variaciones de presión en el aire por encima y por debajo de
un valor estático. Este valor estático nos lo da la presión atmosférica (alrededor de 100.000 pascals)
el cual tiene unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en un
barómetro.
¿Cómo son de pequeñas y de rápidas las variaciones de
presión
que
causan
el
sonido?.
Cuando
las
rápidas
variaciones de presión se centran entre 20 y 20.000 veces por
segundo (igual a una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz) el sonido
es potencialmente audible aunque las variaciones de presión
puedan ser a veces tan pequeñas como la millonésima parte
de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por
grandes variaciones de presión, por ejemplo una variación de
1 pascal se oiría como un sonido muy fuerte, siempre y cuando la mayoría de la energía de dicho
sonido estuviera contenida en las frecuencias medias (1kHz - 4 kHz) que es donde el oído humano es
más sensitivo.
El sonido lo pueden producir diferentes
fuentes, desde una persona hablando hasta un
altavoz, que es una membrana móvil que comprime
el aire generando ondas sonoras.
FRECUENCIA HZ
Como hemos visto el sonido se produce como
consecuencia de las compresiones y expansiones de
un medio elástico, o sea, de las vibraciones que se
generan en él.
La frecuencia de una onda sonora se define como el
número de pulsaciones (ciclos) que tiene por unidad
€xistens
de tiempo (segundo). La unidad correspondiente a un ciclo por segundo es el hertzio (Hz).
Las frecuencias más bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos "graves”,
son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos
"agudos" y son vibraciones muy rápidas.
El espectro de frecuencias audible varia según cada persona, edad etc. Sin embrago, como se
mencionó anteriormente, normalmente se acepta como los intervalos entre 20 Hz y 20 kHz.
DECIBELIOS O dB
El decibelio es una unidad logarítmica de medida utilizada en diferentes disciplinas de la ciencia. En
todos los casos se usa para comparar una cantidad con otra llamada de referencia. Normalmente el
valor tomado como referencia es siempre el menor valor de la cantidad. En algunos casos puede ser
un valor promediado aproximado.
En Acústica la mayoría de las veces el decibelio se utiliza para comparar la presión sonora, en el aire,
con una presión de referencia. Este nivel de referencia tomado en Acústica, es una aproximación al
nivel de presión mínimo que hace que nuestro oído sea capaz de percibirlo. El nivel de referencia
varía lógicamente según el tipo de medida que estemos realizando. No es el mismo nivel de
referencia para la presión acústica, que para la intensidad acústica o para la potencia acústica. A
continuación se dan los valores de referencia.
- Nivel de Referencia para la Presión Sonora (en el aire) =
0.00002 = 2E-5 Pa (rms)
- Nivel de Referencia para la Intensidad Sonora (en el aire) =
0.000000000001 = 1E-12 w/m^2
- Nivel de Referencia para la Potencia Sonora (en el aire) =
0.00000000001 = 1E-12 w
Como su nombre indica el decibelio es la décima parte del Bel. El Bel es el logaritmo en base 10 de la
relación de dos potencias o intensidades. No obstante esta unidad resulta demasiado grande por lo
que se ha normalizado el uso de la décima parte del Bel, siendo el decibel o decibelio. La formula
para su aplicación es la siguiente, partiendo que la intensidad acústica en el campo lejano es
proporcional al cuadrado de la presión acústica, se define el nivel de presión sonora como:
€xistens
- Lp = 10log (p^2/pr) = 20 log p/pr
Siendo Lp = Nivel de Presión sonora; p la presión medida; pr la presión de referencia (2E-5 Pa)
Como es fácil ver el nivel de referencia siempre se corresponde con el nivel de 0 dB:
- Lp = 20log (0.00002/0.00002) = 20log(1) = 20 * 0 = 0 dB
Por la tanto en 0 dB tenemos el umbral de audición del oído humano, se supone que no es posible oír
por debajo de este nivel, o sea variaciones de nivel en la presión del aire inferiores a 0,00002 pascal.
La razón por la que se utiliza el decibelio, es que si no, tendríamos que estar manejando
números o muy pequeños o excesivamente grandes, llenos de ceros, con lo que la posibilidad de
error seria muy grande al hacer cálculos. Además, también hay que tener en cuenta que el
comportamiento del oído humano esta mas cerca de una función logarítmica que de una lineal, ya
que no percibe la misma variación de nivel en las diferentes escalas de nivel, ni en las diferentes
bandas de frecuencias.
SISTEMA DE NOTACIÓN DEL DECIBELIO
El uso del decibel (dB) es frecuente encontrarlo en trabajos de comunicación. La palabra decibel es
originada de la palabra Bel, cuyo nombre que se le dio en honor a Alexander Graham Bell.
Esta notación permite la compresión de una escala o expansión de la misma tal como se requiere
para la simplificación de cálculos en donde se involucran cantidades muy grandes.
Los sentidos de los seres humanos como el tacto, vista, oído, el sentido de lo pesado, etc., todas son
funciones logarítmicas, esto es, la presencia de un cambio a un estímulo apenas perceptible es
proporcional al estímulo ya existente (Ley de Weber-Frechner). Relaciones iguales humanamente
percibidas parecen ser igual a los incrementos. Pero la sensibilidad de varios sentidos no son las
mismas.
Las diferencias típicas son:
Sensibilidad a los cambios de la intensidad de la luz:
1% = 0.087 dB.
Sensibilidad al cambio de la longitud de una línea:
2% = 0.176 dB.
Sensibilidad al sentido de cambio de peso:
10% = 0.915 dB.
Sensibilidad a los cambios de sonoridad:
30% = 3dB.
€xistens
La definición del Bel es: Bel  log 10
P1
La relación logarítmica de base 10 de dos potencias.
P2
Así, si P1 = 2 watts y P2 = 1 watts, la relación de potencias sería:
Bel  log 10
2
 0.301
1
“Deci” significa 1/10; por lo que podemos escribir:
10decibeles
1
1bel
Es importante notificar que:
20watts
10watts
200watts
100wats
o
ambos son ingual a 3.01 dB
O dicho de otro modo:
3.01 dB sólo significa una relación de 2 a 1 pero no revela ningún valor de potencia. El oído humano
escucha la misma diferencia en el incremento de 1 a 2 watts así como también entre 100 y 200 watts.
Incrementos de Potencia en Decibeles.
Incrementos de Potencia
Decibeles
x
2
3.01030
3
4.77121
4
6.02060
5
6.98970
6
7.78151
7
8.45098
8
9.03090
9
9.54243
10.00000
10.0000
€xistens
100.0000
20.0000
1000.000
30.0000
10000.00
40.0000
100000.0
50.0000
1000000
60.0000
Una confusión común es el hecho de que al doblar el voltaje da como resultado un incremento de
6dB, mientras que si se dobla la potencia sólo resulta un incremento de 3dB.
La siguiente figura muestra lo que pasa con el voltaje y potencia en el circuito cuando doblamos el
voltaje.
Note que para el incremento del doble en el voltaje, la potencia se incrementa 4 veces.
Sin embargo al verificar, al verificar los incrementos notamos lo siguiente:
dB  10 log 10 
40
 6.02dB
10
para la potencia
20
 6.02dB
10
para el voltaje
o también podemos escribir:
dB  20 log 10 
€xistens
Con esto podemos afirmar también que el mismo incremento en decibeles para el voltaje corresponde
al mismo incremento en potencia en decibeles.
El nivel de intensidad NI de un sonido de intensidad I está definido por:
NI = 10log
I
I ref
Una razón por la que se utilizan escalas logarítmicas es porque la gama de intensidades audibles es
muy grande, van desde aproximadamente 10-12 w/m2 hasta 10 w/m2 y otra razón es como se dijo
anteriormente, los humanos juzgan la sonoridad relativa de dos sonidos por la razón de sus
intensidades que es un comportamiento logarítmico.
De manera general y sin entrar en detalles aún podemos decir que la Intensidad y la presión efectiva
de las ondas planas y esféricas están relacionadas por:
Pe2
I
0c
Donde:
Pe = Presión efectiva.
0 = Densidad del medio.
c = Velocidad de las partículas en el mismo medio.
Por lo que las intensidades pueden representarse con expresiones de presión, que llamamos Nivel de
Presión Sonora:
NPS  20 log
P1
Pref
Unidades de presión:
1 pascal =
1 Newton 10dinas

 10bar
m2
cm 2
€xistens
1 atmósfera = 1.013 x 105 Pa.
La referencia para los sonidos en el aire es:
I 0  10 12
w
m2
que es aproximadamente la intensidad de un tono puro de 1000Hz que es apenas percibida por una
persona con audición normal.
La sustitución en la ecuación:
P  20 cI  2.89x105 Pa amplitud de presión pico
o una presión efectiva (rms)
Pe 
P
dinas
 20.4Pa  0.0002
cm 2
2
valor que se usa frecuentemente como referencia para niveles de presión sonora en el aire. Este
valor es casi equivalente a una intensidad de referencia de 10-12 w/m2.
Debido a que los voltajes de salida de los micrófonos e hidrófonos comúnmente usados en
mediciones acústicas son proporcionales a la presión, la presión acústica es la variable que más
fácilmente se mide en un campo acústico. Por esta razón es mucho más común especificar niveles
sonoros en términos de niveles de presión que en términos de niveles de intensidad.
MEDICIÓN DEL NIVEL SONORO
Para medir el nivel sonoro disponemos de los Sonómetros. Estos aparatos nos permiten conocer el
Nivel de Presión sonora o SPL (Sound Presure Level). Normalmente suelen ser sistemas digitales y
presentan en una pantalla de cristal liquido los valores medidos. Estos siempre se dan como
decibelios dB y en referencia al valor antes señalado de (2E-5 Pa). Con el sonómetro es posible
además del hallar el valor rms de la presión, también ver los picos máximos y niveles mínimos de la
medida. Como se verá en el capitulo de ponderaciones, los sonómetros normalmente no dan la
medida en dB lineales si no que dan ya con la ponderación y son dBA/dBC etc.
€xistens
Una función muy utilizada a la hora de medir niveles de presión acústica y que ofrecen los
sonómetros es la medición en modo Leq. Normalmente se utiliza el Leq 1´ (leq a un minuto). El
sonómetro mide las diferentes presiones que se generan durante un tiempo determinado (Leq X)
siendo X = 1 minuto en nuestro caso, el valor que nos da al finalizar el minuto de medida es un valor
en dB que equivaldría al de una señal de valor continuo durante todo el minuto y que utilizaría la
misma energía que se ha medido durante el minuto. Hay que observar que en una medida de un
minuto los valores varían y si se quiere determinar un valor medio de ruido hay que hacerlo con la
función Leq, de otra forma se obtendrán valores erróneos puesto que podemos tener valores de pico
durante un instante y no ser representativos del nivel de ruido normal que se está intentando
determinar.
dBA O PONDERACIÓN -AEn el punto anterior hemos visto que el dB es un valor lineal, quiere decir que los valores medidos
son los valores tomados como validos sin que sufran ninguna alteración. Si los valores de presión
acústica los medimos de esta forma, linealmente, aun siendo cierta dicha medida, tendrá poco valor
en cuanto a la percepción del odio humano. El oído no se comporta igual para el mismo nivel de
presión en diferentes frecuencias. Por ejemplo tomemos un sonido lineal en toda la banda de 20 Hz a
20 kHz tenemos en todas las bandas un nivel de 30 dB, si nuestro oído fuese lineal oiríamos los
mismo o mejor con la misma intensidad auditiva las frecuencias más bajas, que las medias y que las
agudas. Sin embargo, esto no es cierto el oído humano tiene una menor sensibilidad en las
frecuencias mas graves, y en las más agudas frente a las medias. Lo que más oímos, por tanto, son
las frecuencias medias, y las que menos las más graves seguidas de las más agudas.
Como vemos es necesario encontrar una forma de ajustar los niveles de dB que hemos medido con
la percepción que el oído tiene de los mismos según cada frecuencia. Esta corrección se realiza
ponderando los dB medidos mediante una tabla de ponderación ya especificada y que se llama tabla
"A". Los decibelios ya ponderados en "A" se representan como dBA y los no ponderados, llamados
lineales, como dB.
Por ejemplo si en una frecuencia de 100 Hz hemos medido 80 dB, al ponderarlo pasaran a ser 60,9
dBA, esto quiere decir que un nivel de presión sonora de 80 dB en una frecuencia de 100 Hz es oída
por nuestro sistema de audición como si realmente tuviese 60,9 dBA y no 80 dB.
SUMA DE LOS NIVELES DE SONIDO
Hemos visto que el decibelio es una función logarítmica y, por tanto, cuando hablamos de dB de
presión sonora no es posible sumarlos sin más. Por ejemplo 30 dB + 30 dB no es igual a 60 dB si no
a 33 dB como vamos a ver a continuación.
€xistens
Para poder sumar dos decibelios podemos emplear la siguiente ecuación:
Suma dB1 + dB2 = 10 log (10^(dB1/10) + 10^(dB2/10))
30 dB + 30 dB = 10 log(10^(30/10) + 10^(30/10) =
10 log(10^3 + 10^3) = 10 log (1000 + 1000) = 33 dB
La suma de dos dB nunca puede ser mas de 3 dB mas que el mayor de los dos. Si la diferencia que
hay entre los dos valores a sumar es mayor de 10 dB la suma no tiene valor practico y se toma el
valor del mayor de los dos. Por ejemplo si sumamos 20 dB + 10 dB el resultado será igual a 20 dB
(aproximado). Solamente son significativos para la suma los valores que tienen una diferencia menor
a 10 dB.
NIVELES EN QUE EL SONIDO SE VUELVE PERJUDICIAL
Por encima de los 100 dBA es muy recomendable siempre que sea posible utilizar protectores para
los oídos. Si la exposición es prolongada, por ejemplo en puestos de trabajos, se considera necesario
el utilizar protectores en ambientes con niveles de 85 dBA, siempre y cuando la exposición sea
prolongada. Los daños producidos en el oído por exposiciones a ruidos muy fuertes son acumulativos
e irreversibles, por lo que se deben de extremar las precauciones. De la exposición prolongada a
ruidos se observan trastornos nerviosos, cardiacos y mentales.
€xistens
OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE
En la figura anterior aplicamos un desplazamiento “y” y a partir de este punto observamos el
movimiento.
La fuerza de recuperación del resorte es proporcional a la cantidad de estiramiento o sea:
F = -ky ………………. (1)
con signo negativo para indicar que es en contra.
Donde :
k :es la constante elástica
Y: es el desplazamiento de la masa suspendida desde su posición de reposo.
Tenemos también la ecuación general del movimiento lineal:
F = m*a …………………… (2)
pero sabemos que:
a
d2y
dt 2
sustituyendo la ec. (2) queda:
d2y
F  m 2 ........................... (3)
dt
sustituyendo la ec. (3) en la ec. (1) obtenemos:
d2y
m 2 = -ky ........................... (4)
dt
€xistens
m
o también
d2y
k
 ky  0  y  0
2
dt
m
............................(4´)
Y la solución de esta ecuación diferencial es de la forma:
y = cos o t
que corresponde al desplazamiento.
derivando la ecuación anterior se tiene:
dy
 - o sen o t
dt
=v
derivando con respecto al tiempo por segunda vez, tenemos:
d2y
2
2
2  -o cos ot = -o y = a ……………………….. (5)
dt
En la anterior ecuación, tenemos:
2
o =
o

k
 2f
m
k
que es una constante
m
; frecuencia cíclica de las oscilaciones libres del sistema en ausencia de
rozamiento
Sustituyendo en la ec. (5).
k
d2y
y
2  m
dt
que es igual a la ecuación 4.
lo cual demuestra que
y = cos t
si es una solución de la ecuación (4).
La función coseno se repite cuando su argumento es 2. De manera que y = cos o t va a repetir su
movimiento y va a realizar un ciclo completo cuando el ángulo cambie 2:
o t , se llama a menudo fase del movimiento.
Para cambiar o por 2, el tiempo debe cambiar en una cantidad “t0” llamada peroído de una
oscilación completa y por supuesto to debe ser tal que:
o t0 = 2.
€xistens
Entonces si aumentamos t en t0 agregamos 2. a la fase.
Así ;
t0 =
también
f0 
1 k
2 m
2
m
 2
0
k
Período de la oscilación.
, frecuencia de oscilación libre
Características del Movimiento Armónico Simple, y para este caso:
 Tiene lugar en línea recta.
 Se repite a intervalos iguales de tiempo.
 Hay instantes de reposo en las dos posiciones extremas .
 Velocidad máxima ocurre en el punto medio de la oscilación.
 El período de vibración no depende de la amplitud.
 La magnitud de la fuerza restauradora en cualquier punto del movimiento es proporcional a
la distancia de ese punto al punto central.
€xistens
PULSACIONES
Se producen por la interferencia (combinación) de dos ondas de frecuencias distintas muy próximas.
Hay instantes en que podemos considerar que las ondas se encuentran en fase con una amplitud
resultante igual a la suma aritmética de las amplitudes individuales y momentos en fase opuesta con
amplitud igual a la resta aritmética de las amplitudes.
Se tiene la impresión de que el sonido es continuo y solo varia en intensidad.
El número de pulsaciones por segundo es igual a la diferencia en frecuencia de los dos sonidos
primarios como ya se vio anteriormente.
PRESIÓN ACÚSTICA Y NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA
La presión sonora como hemos visto antes, es la presión que se genera en un punto determinado por
una fuente sonora. El nivel de presión sonora SPL se mide en dB(A) SPL y determina el nivel de
presión que realiza la onda sonora en relación a un nivel de referencia que es 2E-5 Pascal en el aire.
Es el parámetro más fácil de medir, se puede medir con un sonómetro. Su valor depende del punto
donde midamos, del local etc. Realmente no da mucha información sobre las características
acústicas de la fuente, a no ser que se haga un análisis frecuencial de los nivel de presión, dado que
el SPL siempre esta influenciado por la distancia a la fuente, el local etc.
INTENSIDAD ACÚSTICA Y NIVEL DE INTENSIDAD ACÚSTICA
Se puede definir como la cantidad de energía sonora transmitida en una dirección determinada por
unidad de área. Con buen oído se puede citar dentro de un rango de entre 0.000000000001 w por
metro cuadrado, hasta 1 w.
Para realizar la medida de intensidades se utiliza actualmente analizadores de doble canal con
posibilidad de espectro cruzado y una sonda que consiste en dos micrófonos separados a corta
distancia. Permite determinar la cantidad de energía sonora que radia una fuente dentro de un
ambiente ruidoso. No es posible medirlo con un sonómetro. El nivel de intensidad sonora se mide en
w/m2.
POTENCIA ACÚSTICA Y NIVEL DE POTENCIA ACÚSTICA
La potencia acústica es la cantidad de energía radiada por una fuente determinada. El nivel de
potencia Acústica es la cantidad de energía total radiada en un segundo y se mide en w. La
referencia es 1pw = 1E-12 w.
€xistens
Para determinar la potencia acústica que radia una fuente se utiliza un sistema de medición alrededor
de la fuente sonora a fin de poder determinar la energía total irradiada.
La potencia acústica es un valor intrínseco de la fuente y no depende del local donde se halle. Es
como una bombilla, puede tener 100 w y siempre tendrá 100 w la pongamos en nuestra habitación o
la pongamos dentro de una nave enorme su potencia siempre será la misma. Con la potencia
acústica ocurre lo mismo el valor no varia por estar en un local reverberante o en uno seco. Al
contrario de la Presión Acústica que si que varia según varíe las características del local donde se
halle la fuente, la distancia etc.
VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN EL AIRE, AGUA,
ETC.
La velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos 334 m/s. y a 0º es de 331,6 m/s. La
velocidad de propagación es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es
alrededor de 12 m/s mayor a 20º.
La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica.
En el agua la velocidad de propagación es de 1500 m/s. Es posible obtener medidas de temperatura
de los océanos midiendo la diferencia de velocidad sobre grandes distancias.
ENERGÍA DE VIBRACIÓN
La energía E de un sistema que oscila con M.A. S. de amplitud A y frecuencia angular es  0
la
suma de las energías Ep y Ec del sistema.
La energía potencial es el trabajo hecho al distorsionar el resorte conforme la masa se desplaza de su
posición de equilibrio estático. Dado que la fuerza aplicada o más bien ejercida por la masa en el
resorte está en la dirección del desplazamiento y es igual a k·y.
Entonces la energía almacenada en el resorte es:
y
E p   Kydy 
0
1 2
ky
2
si sustituimos la ec. del desplazamiento:
y = A cos (o t + )
€xistens
2
2
Ep = 1 / 2 kA cos (o t + )
Ep = 1 / 2 m o
2
2
A cos
2
pero k = m o
2
2
ó o = k / m
(o t + )
La energía cinética de la masa:
Ec = ½ mv
2
v = -V sen (o t + )
Sustituyendo:
Ec = ½ m o
2
2
A sen
2
donde V = o A
(o t + ) = ½ m o 2 A2 sen 2(o t + )
La energía total del sistema
2
2
ET = Ep + Ec = ½ m o A cos
2
2
2
2
2
2
(o t + ) + ½ m o A sen (o t + )
2
2
ET = ½ m o A ( cos (o t + ) + sen (o t + ))
k = mo
también
2
V= o A
2
2
y sen (o t + ) + cos (o t + ) = 1
ET = ½ k A2 = ½ m V2
La energía total es una constante (independiente del tiempo) y es igual, ya sea a la máxima energía
potencial (cuando la masa está en su máximo desplazamiento e instantáneamente en reposo ) o ala
máxima energía cinética ( cuando la masa por su posición de reposo con velocidad máxima ).
Si las unidades se expresan en unidades MKS, entonces Ep, EK y ET.están dadas en Joules.
TIEMPO DE REVERBERACIÓN
El Tiempo de Reverberación RT, es el tiempo que tarda una señal, desde que esta deja de sonar, en
atenuarse un nivel de 60 dB. Para realizar la medida se genera un ruido y se mide a partir de que
este deja de sonar, entonces se determina el tiempo que tarda en atenuarse 60 dB.
El Tiempo de Reverberación se mide de forma
frecuencial, esto es, un local no tiene el mismo RT en
200 Hz que en 4 kHz. Ello es debido a que el RT viene
determinado por el Volumen de la sala, y por los
coeficientes de absorción de sus superficies, o si se
prefiere por las superficies con un coeficiente de
absorción determinado. Como los coeficientes de
€xistens
absorción de los diferentes materiales que componen cualquier local no son iguales para todas las
frecuencias, las reflexiones generadas en el interior del local serán diferentes para cada frecuencia y
por lo tanto el RT del local es diferente según las frecuencias.
Para calcular la RT de un local sin realizar mediciones se puede utilizar la formula de Sabine:
- RT60 = 0,163 * (V/A)
- V = Volumen de la sala en m3 y A = Superficie de Absorción en m2
Como norma cuanto mayor sea el local mayor es el RT. Si los materiales que lo componen
internamente son poco absorbentes el RT también aumentara.
El valor de RT es muy importante si se quiere conseguir buenos niveles de inteligibilidad dentro de los
locales.
COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE UN MATERIAL
El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la
energía reflejada por el mismo. Dada esta formulación su valor siempre esta comprendido entre 0 y 1.
El máximo coeficiente de absorción esta 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.
El coeficiente de absorción varia con la frecuencia y, por tanto, los fabricantes de materiales acústicos
dan los coeficientes de absorción por lo menos en resolución de una octava.
Sabiendo los materiales de una sala y sabiendo sus coeficientes de absorción podemos saber como
sonora esa sala en cada frecuencia y podremos también saber, mediante la formula de Sabine,
Eyring etc., el tiempo de reverberación también por frecuencias.
ECO, REVERBERACIÓN Y RESONANCIA
Cuando se genera un sonido en el interior de un local las superficies que componen el mismo
ocasionan una serie de diferentes efectos dependiendo de las características de dichas superficies.
Esto ocurre porque las ondas sonoras inciden en las diferentes superficies y estas las reflejan de
diferente forma según su coeficiente de reflexión acústica.
Como es lógico, primero siempre se percibe el sonido directo, esto es, el sonido que nos llega a
nuestro oído sin que aún se halla reflejado en ninguna superficie. Una vez recibido el sonido directo,
€xistens
llegará a nuestros oídos, con un retraso de tiempo con respecto al sonido directo, el sonido reflejado
por las superficies del local.
Tanto el retraso como el nivel sonoro del sonido reflejado dependen de las características físicas del
local y sus superficies.
Si el retraso entre el sonido directo y el reflejado es mayor de 1/10 de segundo, nuestro sistema de
audición será capaz de separar las dos señales y percibirlas como tales, primero una y después la
otra, esto es lo que se entiende por eco. Por ejemplo: supongamos que estamos dentro de un local
de grandes dimensiones y una persona que esta separada de nosotros a cierta distancia nos dice
"HOLA"; primero llegara a nuestros oídos el "HOLA" del sonido directo, y en el caso de un Eco este
nos llegara como mínimo 1/10 segundo después, por lo tanto oiremos
"HOLA. (1/10 segundo mínimo)...HOLA", y lo interpretaremos efectivamente como dos mensajes
diferentes separados por un intervalo de tiempo determinado. Sin embargo, nuestro interlocutor
únicamente ha articulado un "HOLA".
Cuando en la misma situación que en el caso anterior, el sonido reflejado nos llega con un tiempo
inferior a 1/10 de segundo, nuestro sistema de audición no es capaz de separar ambas señales y las
toma como una misma pero con una duración superior de esta. Normalmente esto se entiende como
reverberación. La reverberación de un local se mide según su tiempo de reverberación (rt) en
segundos y varia según la frecuencia de análisis que se utilice. Esto es debido a que los diferentes
materiales que componen las superficies del local no se comportan por igual en todo el espectro
sonoro, y, por tanto, los coeficientes de absorción de cada superficie de un mismo material varia
según la frecuencia. Conociendo el tiempo de reverberación de un local podemos saber como se
comportara el mismo en diferentes aplicaciones. Cuando el tiempo de reverberación alcanza valores
muy altos con respecto al sonido directo, puede ocurrir un enmascaramiento de este y se puede
perder la capacidad de entender la información contenida en el mensaje que se percibe.
La resonancia se ocasiona cuando un cuerpo entra en vibración por simpatía con una onda sonora
que incide sobre él y coincide su frecuencia con la frecuencia de oscilación del cuerpo o esta es
múltiplo entero de la frecuencia de la onda que le incide.
ALTURA O TONO DE UN SONIDO
Como ya sabemos la frecuencia es una entidad física y, por tanto, puede ser medida de forma
objetiva por diferentes medios. Por contra la altura o tono de un sonido es un fenómeno totalmente
subjetivo y, por tanto, no es posible medirlo de forma objetiva.
€xistens
Normalmente cuando se aumenta la frecuencia de un sonido, su altura también sube, sin embargo,
esto no se da de forma lineal, o sea, no se corresponde la subida del valor de la frecuencia con la
percepción de la subida de tono.
La valoración subjetiva del tono se ve condicionada no sólo por el aumento de la frecuencia sino
también por la intensidad, y por el valor de dicha frecuencia. Para frecuencias inferiores a 1 kHz
(incluida esta), si se aumenta la intensidad el tono disminuye, entre 1 kHz y 5 kHz el tono es
prácticamente independiente de la intensidad que tenga, por encima de 5 kHz el tono aumenta si
aumenta la intensidad.
La unidad de altura es el "Mel". (en ocasiones se utiliza el "Bark" equivalente a 100"Mels").
TIMBRE
¿Por que podemos distinguir el sonido de un piano al de una trompeta, o el de un violín a una viola, o
la voz de nuestro hermano con la de un amigo?.
El timbre hace posible que cada instrumento pueda tener un color determinado y particular que lo
distingue de otros aun cuando su espectro sonoro pueda parecer similar.
El timbre esta formado por un conjunto de frecuencias de alturas sonoras fijas (ámbito de formantes).
De forma sencilla se puede decir que el timbre lo forma la frecuencia fundamental del instrumento,
más su composición armónica.
La frecuencia fundamental de dos instrumentos diferentes puede ser la misma, pero su composición
armónica es diferente y es lo que hace que los podamos distinguir. Por ejemplo: si generamos una
frecuencia de 440 Hz con un piano y con una guitarra, aun cuando ambos están afinados en la misma
frecuencia y generando la misma, cada uno suena diferente. Esto es debido a que cada instrumento
genera una serie de armónicos según la construcción del propio instrumento, en el piano el arpa
metálico y la caja generan una serie de armónicos con una serie de niveles sonoros que le dan su
sonido característico. En la guitarra la caja, las cuerdas etc. le confieren a la misma frecuencia un
sonido diferente.
La forma de ejecutar el instrumento y la intensidad hacen también que el timbre varíe, al hacer variar
su composición armónica.
€xistens
EFECTO DOPPLER
El efecto Doppler se origina cuando hay un movimiento relativo entre la fuente sonora y el oyente
cuando cualquiera de los dos se mueven con respecto al medio en el que las ondas se propagan. El
resultado es la aparente variación de la altura del sonido. Existe una variación en la frecuencia que
percibimos con la frecuencia que la fuente origina.
Para entenderlo mejor supongamos que estamos paradas en el andén de una estación, a lo lejos un
tren viene a gran velocidad con la sirena accionada, mientras el tren este lejos de nosotros oiremos el
silbido de la sirena como una frecuencia determinada, cuando el tren pase delante nuestro y siga su
camino, el sonido de la sirena cambia con respecto al estábamos oyendo y con respecto al que
vamos a oír una vez que el tren nos rebasa y sigue su camino.
La frecuencia que aparente se puede determinar según las siguientes fórmulas:
Fuente móvil
fx = (c/(c-u))fs
Receptor en movimiento:
fx = ((c-v)/c)fs
Ambos en movimiento:
fx = ((c-v)/(c-u))fs
fx = Frecuencia aparente
c = Velocidad del sonido
v = Velocidad del observador
u = Velocidad de la fuente
fs = Frecuencia de la fuente
€xistens
Supongamos que la fuente de sonido está estacionaria y situada en G y que el observador se mueve
de E hacia E’ con una velocidad c’, la velocidad del sonido es c. Si la fuente y el sonido no tuvieran
movimiento relativo, el observador en E recibirá f ondas por segundo, siendo f=c/ la frecuencia de la
fuente. Si el observador se mueve de E a E’ en un segundo, interceptará en ese tiempo f ondas, más
el número de ondas entre E y E’, este número adicional es f=c’/. Por lo tanto, la frecuencia aparente
será:
f  f'
c c'

 
PRINCIPIO DE HUYGENS
El frente de una onda que se propaga se puede representar por ondas secundarias (elementales).
Estas fuentes de ondas secundarias son los puntos hasta los cuales llegó el frente de onda primaria.
ABSORCIÓN Y ATENUACIÓN
A veces es deseable reducir la reflexión. Alfombras cortinas gruesas o materiales especiales, pueden
usarse como medios absorbentes. La capacidad de un materia para absorber el sonido se denomina
coeficiente de absorción varía notablemente con la frecuencia. Representa la fracción de energía
absorbida comparada con la energía total incidente, por ejemplo, material con coeficiente 0.35
absorbe 35 % de la energía.
€xistens
El medio de propagación también origina atenuación. En el caso del aire:
Db = 20 log (r0/r1)
RESONANCIA
Cualquier cuerpo capaz de oscilar libremente puede oscilar bajo la acción de una fuerza que puede
tener una frecuencia igual o distinta a su frecuencia natural.
El fenómeno se presenta no solo cuando la fuerza externa es senoidal, esta puede ser compleja y
aún cuando no sea continua sino por pulsos.
Si los impulsos de excitación se sincronizan, incrementos de energía extremadamente pequeños,
harán que el cuerpo o sistema describan oscilaciones de relativamente gran amplitud.
Supongamos un sistema oscilatorio excitado por impulsos de energía unitaria que pierde durante un
periodo el 1% de la energía suministrada al iniciarlo.
El incremento de energía en dicho sistema será en la siguiente “posición”
Ciclo
1.
2.
3.
n
energía inicial
1
1.99
2.97
100
energía final
0.99
197
2.94
99
hacer para perdida del 5% y 10%.
REFRACCIÓN
Es el cambio de dirección que sufre una onda cuando pasa de un medio a otro. Este es provocado
por la variación de velocidad que sufre la onda.
Sea FF’ la onda incidente que llega a la superficie de separación EE’ con una velocidad V 1. Si la
velocidad en el segundo medio fuese la misma, al cabo de un determinado tiempo el frente de onda
ocuparía la posición GF1’, paralela a la anterior; pero si la velocidad es distinta, V 2 (suponiendo mayor
que V1), cuando F’ llegue a F1’ el F se habrá desplazado hasta F1, siendo FF1 mayor que F’F1’.
€xistens
la relación entre las distancias FG y FF 1 será igual a la de las velocidades de las ondas incidentes y
refractada.
FG V1

FF1 V2
Aplicando el principio de Huygens, se tendrá que todos los puntos de la recta EE’ se convertirán en
focos de emisión al ser alcanzados sucesivamente por el frente de onda incidente, y en todas las
ondas elementales ocurrirá lo mismo que la generada en F, la tangente a todas ellas F 1F1’, será al
nuevo frente de ondas, que ofrece un giro a cambio de dirección.
Los ángulos de incidencia, i, y refracción, r, son las comprendidas por la normal y las
correspondientes perpendiculares a ambos frentes de onda.
Partiendo de la igualdad
FG V1

es fácil establecer la Ley de la refracción, siendo FF’F1’ dos
FF1 V2
triángulos rectángulos y teniendo en cuenta que por ser ángulos de lados perpendiculares F’FF 1’ = i y
FF1’F1 = r puede escribirse:
€xistens
sen i 
F' F'1
FF'1
FF1  FF'1 sen r
y
senr =
FF1
FF'1
luego
o
F' F'1  FF'1 sen i  FG
FF'1 sen i FG V1


FF'1 sen r FF1 V2
o sea
sen i V1

sen r V2
Esta igualdad relaciona los ángulos de incidencia y reflexión con las velocidades del sonido en ambos
medios.
Durante períodos de baja temperatura, cuando el tiempo esta frío, la velocidad será baja cerca del
piso, las líneas de propagación se refractan hacia abajo.
En general, en tiempo cálido, la temperatura del aire decrece con la altura resultando la refracción en
flexión hacia arriba de las líneas de dirección. En estas condiciones el sonido no puede escucharse a
grandes distancias.
€xistens
La diferencia de temperatura en un auditorio da origen a efectos de difracción.
El viento da lugar a efectos de refracción.
DIFRACCIÓN
Es la distorsión de un campo de sonoro causado por la presencia de un obstáculo o también una
flexión por parte de los frentes de onda.
En el caso de rodear un obstáculo, los distintos frentes de onda se convierten en centros emisores en
los puntos que son interceptados por el obstáculo por lo que se enciman al mismo, envolviéndolo.
€xistens
Si se trata de una abertura de una pared, algo de su energía pasa a través de la abertura. Si la
abertura es pequeña comparada con la longitud de onda, el disturbio sufrirá una acentuada dispersión
en la región posterior a la pared. En tal caso la abertura actúa en cierto aspecto como una fuente de
energía para la región posterior.
REFLEXIÓN
En el límite de dos medios capaces de conducir sonido, como el caso frecuente de las superficies que
separan el aire ambiente de cuerpos sólidos ocurre tanto la reflexión como la absorción de energía.
Cuando una onda incide sobre una superficie ésta se refleja y el ángulo con la normal en el punto de
incidencia, es igual al ángulo que el rayo que el rayo incidente forma con la misma normal forma con
la misma normal permaneciendo en el mismo plano.
€xistens
Existen dos tipos de reflexión DIFUSA Y REGULAR.
El porcentaje de la energía que resulte reflejada, depende de la naturaleza de la superficie.
OCTAVA, MEDIA OCTAVA Y TERCIO DE OCTAVA
El termino de octava se toma de una escala musical, se considera el intervalo entre dos sonidos que
tienen una relación de frecuencias igual a 2 y que corresponde a ocho notas de dicha escala musical.
Por ejemplo: si comenzamos con una nota como DO, la octava completa será: DO-RE-MI-FA-SOLLA-SI-DO. Si el primer DO estaba afinado en 440 Hz el segundo estará en 880 Hz, ya que hemos
indicado que en la octava hay una relación de frecuencias igual a 2.
En el caso de un ecualizador gráfico de una octava, las frecuencias centrales de los filtros podían ser
las siguientes: 16 Hz - 31,5 Hz - 63 Hz - 125 Hz - 250 Hz - 500 Hz - 1kHz - 2 kHz - 4 kHz - 8 kHz - 16
kHz. En algunos casos la relación de 2:1 de la octava no se cumple exactamente.
Cuando se necesitan filtros de mayor precisión, de un ancho de banda mas estrecho, se puede dividir
la octava en valores más pequeños, por ejemplo: la media octava divide cada octava en dos, y, por
tanto, tendremos el doble de puntos que en una octava, siguiendo con el ejemplo empleado en una
octava tendríamos: 16 Hz - 22,4 Hz - 31,5 Hz - 45 Hz - 63 Hz - 90 Hz - 125 Hz - 180 Hz - 250 Hz - 355
Hz - 500 Hz - 710 Hz - 1kHz - 1,4 kHz - 2 kHz - 2,8 kHz - 4 kHz - 5,6 kHz - 8 kHz - 11,2 kHz - 16 kHz.
€xistens
En el caso de un tercio de octava, cada intervalo de la octava se divide en tres partes con lo que
tendremos tres veces mas de filtros para poder ajustar, quedando los cortes como siguen: 16 Hz - 20
Hz - 25 Hz - 31,5 Hz - 40 Hz - 50 Hz - 63 Hz - 80 Hz - 100 Hz - 125 Hz - 160 Hz - 200 Hz - 250 Hz 315 Hz - 400 Hz - 500 Hz - 630 Hz - 800 Hz - 1 kHz - 1,25 kHz - 1,6 kHz - 2 kHz - 2,5 kHz - 3,15 kHz 4 kHz - 5 kHz - 6,3 kHz - 8 kHz - 10 kHz - 12,5 kHz - 16 kHz
FILTRO DE ANCHO DE BANDA CONSTANTE
Un filtro de ancho de banda constante consiste básicamente en un filtro de banda estrecha
sintonizable y constante. Esto nos permite seleccionar la frecuencia central que deseamos y también
el ancho de banda del filtro. El ancho de banda del filtro viene dado por el siguiente valor:
w = f2 - f1
Siendo w = ancho de banda del filtro, f2 = frecuencia superior y f1 = frecuencia inferior.
Y la frecuencia central del filtro se obtiene normalmente de:
fc = Raíz Cuadrada(f1*f2)
La frecuencia central se puede ajustar a cualquier punto del espectro y mantienen siempre el mismo
ancho de banda. Por ejemplo: supongamos que tenemos un filtro de ancho de banda constante con
un ancho de banda de 20 Hz, si lo colocamos de forma que la frecuencia inferior sea 100 Hz (f1) la
superior será igual a 120 Hz y su frecuencia central será 109,54 Hz aproximadamente. Si ahora nos
desplazamos a un margen de frecuencias superior, f1 = 4.000 Hz, f2 será igual a 4020 Hz y la
frecuencia central será 4010 Hz. Como se ve el ancho de banda siempre es constante y no varia al
variar el punto de trabajo del filtro.
FILTRO DE ANCHO DE BANDA PROPORCIONAL
Los filtros de ancho de banda proporcional son filtros que cumplen la remisa de f2/f1 =constante, o
sea, que si dividimos la frecuencia superior por la inferior siempre nos tiene que dar un valor que sea
constante, por lo que el ancho de banda es proporcional a la frecuencia central. En el caso de un filtro
de octava y de tercio de octava la relación de proporción es :
Octava f2/f1 = 2
Tercio de Octava f2/f1 = 2^(1/3)
€xistens
Como es fácil deducir el ancho de banda de este tipo de filtros varía al variar la frecuencia, cuanto
más subimos mayor es el ancho de banda, siempre manteniendo la proporción expresada según el
filtro sea de octava, tercio etc.
Cada vez que subimos una octava doblamos el ancho de banda del filtro. Por ejemplo supongamos
que estamos trabajando con un filtro de 1/3 de octava y nos situamos en la frecuencia de 100 Hz
tenemos que la frecuencia inmediatamente inferior es 80 Hz y la superior 125, podemos obtener la
relación de proporcionalidad del filtro según:
f2/f1 = constante
125/80 = 1,56
Podemos ver que tenemos un valor de 1,56 y que corresponde a un ancho de banda de
f2-f1 = 125-80 = 45 Hz.
Si ahora con el mismo valor de la proporción (1,56) colocamos el filtro en la frecuencia central de 200
Hz en lugar de los 100 Hz de antes, veremos que la proporción se mantiene pero el ancho de banda
aumenta justo al doble:
f2/f1 = 250/160 = 1,56
f2-f1 = 250 - 160 = 90 Hz
Cada vez que subamos la frecuencia central aumentara el ancho de banda del filtro en la proporción
expresada (1 octava =2 y 1/3 octava = 2^(1/3)). Cada vez que doblamos la frecuencia se dobla el
ancho de banda del filtro. Por lo tanto este tipo de filtros resultan más precisos en las frecuencias
bajas que en las altas, ya que en frecuencias como 8 kHz el ancho de banda aumenta hasta 3.700 Hz
mientras que como hemos visto para el mismo filtro en la frecuencia de 100 Hz tiene un ancho de
banda de 45 Hz.
Los filtros proporcionales con resoluciones de octava, tercio etc. son los mas utilizados tanto en
analizadores como en ecualizadores para fines musicales y acústicos.
RUIDO ROSA
El ruido rosa es un ruido cuyo nivel sonoro esta caracterizado por un descenso de tres decibelios por
octava.
€xistens
Cuando el ruido rosa se visualiza en un analizador con filtros de octava, el ruido se ve como si todas
las bandas de octava tuviesen el mismo nivel sonoro, lo cual es cierto, pero el ruido rosa no tiene el
mismo nivel en todas las frecuencias.
Esto ocurre por que como hemos visto en el capitulo anterior los filtros de octava, tercio etc., son
filtros proporcionales y, por tanto, cada vez que subimos una octava, doblamos el ancho de banda y
por ese motivo el ruido rosa decrece 3 dB por octava, justo la proporción en que aumenta el ancho de
banda, el doble. De esta forma visualizamos el ruido rosa como un ruido de nivel constante en todas
las bandas de octava.
Se utiliza para analizar el comportamiento de salas, altavoces, equipos de sonido etc. Es una señal
conocida, mismo nivel en todas las bandas (sonido "plano") , y si lo amplificamos con un altavoz
dentro de una sala podemos conocer datos sobre el comportamiento acústico del altavoz, la sala etc.
Normalmente se genera entre 20 Hz y 20 kHz. Su sonido es muy parecido al que podemos oír
cuando se sintoniza entre dos emisoras de FM, en el espacio que se recibe únicamente el ruido, es
como un soplido.
RUIDO BLANCO
El ruido blanco es un ruido cuyo nivel es constante en todas las frecuencias. Si lo visualizamos con
un analizador con filtros de octava, veremos que el espectro mostrado no es lineal como hemos dicho
que es el ruido blanco, si no que aumenta 3 dB por octava. Esto se debe al mismo fenómeno que con
el ruido rosa, al doblar la octava se dobla el ancho de banda y si se tenemos el mismo nivel sonoro en
todas las frecuencias, el nivel sonoro por octava se doblara y aumentara 3 dB con respecto al
anterior.
DISMINUCIÓN ESPACIAL DEL NIVEL SONORO
Si tenemos una fuente sonora determinada, y estamos situados a una distancia de ella, al alejarnos o
acercarnos el nivel de presión sonora varia según las características de la fuente, el lugar donde se
encuentre y la distancia entre otros factores. Podemos calcular el nivel de presión acústica dentro de
un local en cualquier punto con la siguiente formula:
Lp = Lw + 10 log ((Q/4*Pi*r*2)+(4/R))
Lp = Nivel de presión sonora.
Lw = Nivel de potencia de la fuente sonora en dB.
Q = Directividad de la fuente sonora.
r = distancia entre la fuente y el punto de medida en metros.
€xistens
R = constante acústica del local (m2).
En espacios al aire libre se considera que cada vez que se dobla la distancia entre la fuente sonora y
el oyente, se disminuye el nivel sonoro en 6 dB. Por ejemplo supongamos que estamos escuchando
un altavoz a una distancia de 10 metros, si utilizamos un sonómetro y medimos el nivel de presión
acústica obtenemos un valor supuesto de 80 dB, si ahora nos distanciamos 10 metros mas, o sea,
doblamos la distancia del punto inicial, obtendremos una lectura de 74 dB, 6 dB menos que en el
primer punto, si por ultimo nos alejamos 20 metros de este ultimo punto, doblando así su distancia,
estamos a 40 metros de la fuente, obtendremos también un descenso de 6 dB, tendremos por tanto
68 dB.
CAMPOS DE LA ACUSTICA
Musical.- Escalas musicales, instrumentos de cuerda, de viento, de metal, de percusión, análisis
y síntesis de sonidos musicales.
Ultrasonidos.-
Efecto piezoeléctrico y transductores, aplicaciones industriales en medicina,
ensayos no destructivos, efectos físico biológicos, obtención de imágenes acústicas, opto acústica,
acústica submarina, dispositivos basados en ondas superficiales, aplicaciones al proceso de señales
en comunicaciones.
Acústica submarina.-
Velocidad del sonido en el agua del mar, ondas sonoras en la
superficie, ondas bajo la superficie, enmascaramiento por ruido y reverberación, transductores
subacústicos, sistema sonar activo y pasivo, cavitación.
Arquitectónica.- Procesos acústicos en recintos, teoría estadística, teoría ondulatoria, teoría
geométrica, psicoacústica, aislamiento acústico, materiales absorbentes sonoros, proceso de diseño
acústico de recintos, recintos para grabación sonora, características acústicas de teatros, salas de
concierto y recintos públicos.
Sistemas vibrantes.- Aislamiento y control de vibraciones, silenciadores, efectos fisiológicos,
tipos de fuentes de vibraciones, legislación sobre vibraciones.
Ruido y control.-
Tipos de ruido, sonoridad e índices de valoración, efectos fisiológicos,
control mediante filtros.
€xistens
Voz.- Mecanismos de la voz, características acústicas de la voz, análisis de la voz.
Audición.-
Sistema auditivo, anatomía del oído, mecanismos de la audición, sonidos
diferenciales y adicionales, efecto de enmascaramiento, audición binaural.
Electroacústica.-
Aplicación de las analogías a transductores, impedancia de radiación del
sonido, radiación del sonido, directividad, transductores y sus tipos, micrófonos, altavoces y cajas
acústicas, filtros para altavoces, sistemas de refuerzo sonoro, realimentación acústica, distribución de
sonido.
IMPERFECCIONES EN BARRERAS CONTRA EL SONIDO
No resulta frecuente que
una barrera de sonido sea
la única ruta de transmisión
de la energía acústica que
incide en ella. Parte de la
energía
viaja
invariablemente
sistemas
por
adyacentes
presentes en la barrera o
alrededor de ella.
La
desviación
estructural
del sonido por las uniones y
conexiones de muros, tabiques, pisos y plafones puede deteriorar seriamente la eficacia de una
barrera. Incluso las aberturas más pequeñas en una barrera de sonido degradan la eficacia de ésta.
Las zonas más comunes de fuga a través o alrededor de las barreras son el perímetro de tubos o
ductos que la atraviesan, las rejillas del sistema de aire acondicionado, el perímetro de puertas y
ventanas, las grietas por contracción o asentamiento en quicios y umbrales, las juntas entre tabiques
y maineles de muros perimetrales, las juntas u orificios circundantes de cajas para salidas eléctricas
colocadas respaldo con respaldo, botiquines, etc., los ductos con tramos que comunican habitaciones
contiguas, y ventanas que abren hacia un área social. Siempre que sea posible, conviene evitar tales
aberturas y calafatear y sellar todas las grietas, juntas y ensambles perimetrales.
€xistens
ABSORCIÓN DEL SONIDO
Los materiales acústicos mejor conocidos son los absorbentes acústicos (en realidad, todos los
materiales son “acústicos”) En general, tales absorbentes son tableros, telas y paneles de materiales
ligeros y porosos.
Los absorbentes acústicos funcionan como transductores de
energía, convirtiendo la energía mecánica del sonido en calor.
El mecanismo de conversión implica el bombeo del aire
contenido dentro de la estructura porosa del material o el
doblado de delgados paneles o láminas. La mayor parte de los
materiales se basan en el primer principio.
La construcción interna de casi todos los absorbentes consiste en un aglomerado irregular de fibras o
partículas y poros capilares interconectados. Es necesario que el aire contenido en el aglomerado
tenga suficiente libertad de movimiento para producir fricción contra las fibras capilares.
Los
materiales conceldas cerradas o no conectadas no son absorbentes eficaces.
También se usan como fonoabsorbentes cámaras afinadas con pequeñas aberturas y cuello
estrecho; sin embargo, su diseño y funcionamiento son especializados, y para su uso es necesario,
en casi todos los casos, que los diseñe un experto.
La superficie de los materiales absorbentes debe ser suficientemente porosa para permitir que la
presión de las ondas de sonido que inciden en ella se transmita al aire encerrado en su interior. Los
recubrimientos muy delgados y flexibles (láminas de plástico o elastoméricas) extendidos sobre
paneles y telas no interfieren significativamente en esa transferencia de presión; sin embargo, los
muy pesados y rígidos (incluso las capas gruesas de pintura) pueden limitar el proceso de absorción.
INSTALACIÓN DE FONOABSORBENTES
La cantidad, la ubicación y los métodos de instalación de fonoabsorbentes representan factores de
gran importancia en un local.
El material se coloca
en superficies donde
no se desea tener
reflexión
y
en
lugares
razonablemente
€xistens
libres de daño. La cantidad de material requerido se establece a partir de los cálculos de reducción
de ruido y de tiempo de reverberación.
Los fonoabsorbentes se adhieren directamente a una superficie sólida y lisa, se clavan o engrapan en
un enrasillado, o bien se suspenden mecánicamente.
Aunque los absorbentes acústicos se instalan generalmente sobre superficies horizontales, son
posibles otras configuraciones.
Con frecuencia se usan artesonados, parrillas
de paneles suspendidos y dispositivos similares.
Se debe comprobar el rendimiento acústico de
cada configuración para determinar su eficaca.
El uso de productos acústicos aplicados con
rociador o paleta es limitado.
El comportamiento estructural de casi todos los
paneles y losetas acústicas se ve afectado
considerablemente por el método de instalación. Adquiere gran importancia que los datos relativos al
rendimiento se refieran al método específico de instalación.
€xistens
OPCIONES DISPONIBLES PARA CONTROL DE RUIDOS
€xistens
CONCLUSIONES

Un sonido que para una persona no es demasiado fuerte, para otra puede ser molesto; lo que
es confortable en una fábrica puede ser indeseable en una escuela; la música que disfruta un
aficionado puede considerarse como ruido para un vecino que está tratando de dormir.

La acústica es arte y ciencia, porque el concepto de lo que es comodidad y lo que es ruido
depende de la forma y la función del local que se está proyectando.

Los sentidos de los seres humanos como el tacto, vista, oído, el sentido de lo pesado, etc.,
todas son funciones logarítmicas, esto es, la presencia de un cambio a un estímulo apenas
perceptible es proporcional al estímulo ya existente.
Relaciones iguales humanamente
percibidas parecen ser igual a los incrementos. Pero la sensibilidad de varios sentidos no es
la misma.

El decibelio es una función logarítmica y, por tanto, cuando hablamos de dB de presión
sonora no es posible sumarlos sin más. Por ejemplo 30 dB + 30 dB no es igual a 60 dB si no
a 33 dB.

En esta investigación se pudo aclarar conceptos que para nosotros como Arquitectos, es de
suma importancia dominar, y que anteriormente no conocíamos a fondo.
€xistens
BIBLIOGRAFIA

Enciclopedia de la Construcción.
Editorial Océano,
Barcelona, España año de publicación 2000.

Enciclopedia Microsoft Encarta 1998.

Diccionario enciclopédico Larousse, tomo 1, Editorial
Planeta, año de publicación 1990.

Diccionario enciclopédico Castell, tomo 1, Editorial Castell,
año de publicación 1992.

Enciclopedia estudiantil,
publicación 2000.

Libro especializado en la música, Editorial Noguer, año de
publicación 1974.

Libro especializado en la música, Editorial Iberia, año de
publicación 1981.

Diccionario Oxford de la música, Editorial Edhasa, año de
publicación 1984.
Editorial
Cultural,
año
de
€xistens