principios basicos del sonido
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Diplomado Arquitectura Interior Primera Promoción Conferencista: (DANIEL DUPLAT L) Octubre 2012 PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO SONIDO - Perturbación física en un medio (aire) - Sensación producida por el órgano del oído por el movimiento vibratorio de los cuerpos - Cualquier señal acustica perceptible por nuestro oído ¿RUIDO O SONIDO? - SONIDO: Señal que lleva información (agradable) - RUIDO: Señal no deseada (desagradable) aunque algunas veces aporta información (ej: motor) PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO DEFINICION CIENTIFICA - El sonido es una fluctuación de la presión (y depresión) en le interior de un fluido debida al desplazamiento de las moléculas en torno a su punto de equilibrio, que es el valor estático de presión atmosférica. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO GENERACION Y PROPAGACION 1. Vibración mecánica 2. Turbulencias: Superficies rígidas en movimiento 3. Variación presión brusca de la PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO GENERACION Y PROPAGACION Mecanismos físicos por los que se produce sonido Altavoz dinámico - Eléctrico - Mecánico - Acústico PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO GENERACION Y PROPAGACION Masa y elasticidad: De estas características depende la velocidad del sonido PROPAGACIÓN DEL SONIDO Propagación del energía en forma de onda, no de materia PROPAGACIÓN DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO CARACTERISTICAS - FRECUENCIA - INTENSIDAD - VELOCIDAD PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO VELOCIDAD La velocidad de propagación del sonido en el aire es de 345 m/s. Es una constante para un medio determinado y para una temperatura concreta. La velocidad del sonido en el aire obedece aproximadamente la expresión: c = 331.4 + 0.607·t Donde t es la temperatura en grados centígrados. Ejemplos: c 0º = 331.4 m / s c 22º = 345 m / s PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO VELOCIDAD Cuanto mas denso y menos elástico sea el medio, mayor será la velocidad de propagación del sonido. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO FRECUENCIA El numero de oscilaciones por segundo de la presión sonora, se denomina frecuencia (f) del sonido y se mide en hertzios (Hz) o ciclos por segundo (c/s). PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO BANDAS DE FRECUENCIA El caso de la audición humana, la banda de frecuencias audibles para una persona joven se extiende de 20Hz a 20.000Hz (20KHz). Las frecuencias inferiores a 20Hz se llaman subsónicas y las superiores a 20KHz ultrasónicas, dando lugar a los infrasonidos y ultrasonidos respectivamente. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO BANDAS DE FRECUENCIA -FRECUENCIAS GRAVES 16Hz – 256Hz - FRECUENCIAS MEDIAS 256Hz – 2KHz - FRECUENCIAS ALTAS 2KHz – 16KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz BANDAS DE OCTAVA 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO ESPECTRO FRECUENCIAL La gran mayoría de los sonidos que percibimos están constituidos por múltiples frecuencias superpuestas. Incluso los sonidos generados por un instrumento musical están formados por mas de una frecuencia. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO ESPECTRO FRECUENCIAL •Se puede conocer que frecuencias componen un sonido, observando el denominado espectro frecuencial del mismo, entendiendo por tal, la representación grafica de las frecuencias que integran un sonido junto con su correspondiente nivel de presión sonora. SONOMETRO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO LONGITUD DE ONDA Distancia entre dos puntos consecutivos del campo sonoro que se hallan en el mismo estado de vibración en cualquier instante de tiempo. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO L=V/f La L y la f son inversamente proporcionales, es decir a mayor frecuencia, menor longitud de onda. Las longitudes de onda correspondientes a la banda de frecuencias audibles se hallan entre 17.25mts (f=20Hz) y 1.72cm (f=20KHz) PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Infrasonido Ultrasonido PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO INTENSIDAD La intensidad de un campo sonoro se expresa mediante la presión sonora o fuerza que ejercen las partículas de aire por unidad de superficie. Po Presión Atmosférica Estática Po+ Presión Atmosférica Positiva Po- Presión Atmosférica Negativa P Presión sonora PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO NIVEL DE PRESION SONORA – INTENSIDAD La unidad de medida de la presión Newton/metro2 (N/m2) o Pascal (Pa). sonora es el La gama de presiones a las que responde el oído, desde el valor umbral de audición hasta que causa dolor, es extraordinariamente amplia (0.000001Pa) a 100 Pa. En consecuencia, la escala de presiones audibles cubre una gama dinámica de 1 a 5.000.000. Por lo tanto, la aplicación de una escala lineal de medición, conduciría al uso de números inmanejables. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Por tal razón se utiliza una escala logarítmica para representar la presión sonora. Dicha escala se expresa en decibeles (dB) reduciendo el espectro de medidas a niveles de presión sonora de 0 a 135 dB, donde 0 dB representa una presión igual al umbral de audición (no significa a ausencia de sonido) y 135 dB el umbral aproximado de dolor. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Propiedades de los dB: 1. Sigue mejor la sensación subjetiva del oído. +10dB – doblar la sonoridad 2. Dan una idea de la amplitud de presión Acustica referenciada al umbral de audición humano Umbral de audición humano corresponde a 0dB PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO De esta manera, las cifras manejadas son mucho mas simples y se dan las siguientes relaciones entre cambios de nivel sonoro y su efecto subjetivo: - 1 dB: mínimo cambio de nivel sonoro perceptible - 10 dB: incremento sonoridad doble asociado a una PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Decibel como unidad de medida PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Decibel como unidad de medida PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO El nivel de presión Acustica medido por un sonómetro depende de varios factores. Los principales son: -La potencia de la fuente sonora -El patrón de radiación de la fuente -La distancia fuente – sonómetro -Los objetos y paredes cercanos PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles El decibel es una unidad de presión y por lo tanto la suma de estos no es matemática sino logarítmica. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles Diferencia en dB Valor a añadir 0o1 3 2o3 2 4a9 1 10 o mas 0 PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Adición de niveles PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Relaciones matemáticas PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO El dB ponderado = dBA El oído humano no percibe igual las distintas frecuencias y alcanza el máximo de percepción en las medias, de ahí que para aproximar mas la unidad a la realidad auditiva, se ponderen las unidades (para ello se utilizan las llamadas curvas isofónicas) PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO RELACION FRECUENCIA VS. INTENSIDAD •El oído humano no tiene la misma sensibilidad para todo el margen de frecuencias (20Hz – 20KHz) PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO •Para niveles bajos de presión sonora, el oído es poco sensible a bajas frecuencias. •A medida que los niveles aumentan, el oído tiende a responder de manera mas homogénea en toda la banda de frecuencias audibles. •Ejemplo: A medida que se aumenta el volumen de un equipo de sonido, se percibe un mayor contenido de graves. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO •Niveles audibles en función de la frecuencia, junto con las zonas correspondientes a la música y la palabra. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO El dB ponderado = dBA Se convierte en una unidad de nivel sonoro medido con un filtro previo que quita parte de las bajas y las muy altas frecuencias. La unidad dBA es un buen indicador del riesgo auditivo y vital. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO El dB ponderado = dBA Sin embargo, la realidad sigue siendo muy distante al dBA, puesto que en el proceso de ponderación no se tiene en cuenta la intensidad. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Por lo anterior, se incluyen los filtros B y C. - Filtro A – Niveles alrededor de 40dB - Filtro B – Niveles alrededor de 70dB - Filtro C- Niveles alrededor de 100dB PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Curvas de ponderación A, B y C PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Ponderación A en octavas: PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO EL nivel global de una fuente sin filtrar (dB) se determina mediante la suma de niveles (nunca de los dB) de todas las bandas que componen el espectro PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO El ejemplo anterior ponderando a dBA PSICOACUSTICA Anatomía del oído PSICOACUSTICA Oído externo -Pabellón auditivo, cuyas funciones son: -Permitir la localización de fuentes en el espacio -Protección parcial del conducto auditivo -Canal auditivo: -Dirigir las ondas sonoras al tímpano (conducto de 23mm aprox) PSICOACUSTICA Resonancias del canal auditivo PSICOACUSTICA Resonancias del canal auditivo 3700 Hz PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica Este concepto indica como se reparte la potencia de la fuente en el espacio (3D) Los tres tipos de divergencia que hay son: Esférica Cilíndrica Plana PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica Ondas esféricas: LEY CUADRATICA INVERSA Al doblar la distancia de escucha, el nivel de intensidad disminuye en: Las fuentes que radian ondas esféricas son las fuentes puntuales. Cualquier fuente acustica, a suficiente distancia, se puede considerar una fuente puntual PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica Ondas esféricas: LEY CUADRATICA INVERSA Cantidad de energía por unidad de superficie PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica FUENTE PUNTUAL EN CAMPO LIBRE PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica Ondas esféricas: Al doblar la distancia de escucha, el nivel de intensidad disminuye en: Las fuentes cilíndricas acostumbran a ser fuentes puntuales en movimiento. Si estas no se mueven a mas de 30km/h, no se pueden considerar fuentes cilíndricas. Tambien se logran con arreglos de altavoces. PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica FUENTE CILINDRICA EN CAMPO LIBRE PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica Ondas planas: Al doblar la distancia de escucha, el nivel de intensidad se mantiene. Las ondas planas se altavoces producen en conductos, circulaciones estrechas y arreglos de PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Divergencia de una fuente acústica FUENTE PLANA EN CAMPO LIBRE PRINCIPIOS BASICOS DEL SONIDO Directividad de una fuente acústica FENOMENOS ACUSTICOS Propagación del sonido: FENOMENOS ACUSTICOS Propagación del sonido: FENOMENOS ACUSTICOS Efecto Doppler Atenuación por distancia Alteraciones por viento Alteraciones por temperatura Reflexión Absorción Reverberación Difusión Difracción Ecos Aislamiento FENOMENOS ACUSTICOS Reflexion: Cuando un frente de onda incide en una superficie se refleja siguiendo un ángulo de reflexión igual al de incidencia. La cantidad de energía reflejada, depende del coeficiente de absorción del material donde incide. FENOMENOS ACUSTICOS Absorción: Transformación de la energía acústica en calor debido al rozamiento de las moléculas en vibración, contra una estructura determinada. FENOMENOS ACUSTICOS Reflexión vs. Absorción REVERBERACION La reverberación de una sala se cuantifica como el tiempo (en segundos) que tarda el sonido en decaer 60dB. FENOMENOS ACUSTICOS Reverberación: FENOMENOS ACUSTICOS Reverberación: La reverberación de un local esta muy relacionada con el volumen de este y la absorción de los materiales que forman sus superficies. A diferentes frecuencias, el TR60 varia mucho El TR60 de una sala se puede calcular antes de construirla FENOMENOS ACUSTICOS Difusión: Si la superficie donde se produce la reflexión presenta alguna rugosidad, la onda reflejada no solo sigue una dirección, sino que se descompone en múltiples ondas. FENOMENOS ACUSTICOS Difusión: El grado de difusión de una superficie varia por cada frecuencia en razón a su longitud de onda. FENOMENOS ACUSTICOS Difusión: El grado de difusión de una superficie varia por cada frecuencia en razón a su longitud de onda. FENOMENOS ACUSTICOS Reflexión – Absorción - Difusión FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Cuando una onda acústica se encuentra un obstáculo de dimensiones menores a su longitud de onda, esta es capaz de rodearlo atravesándolo FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Otra forma de difracción es la capacidad de las ondas de pasar por orificios cambiando su divergencia a esférica con foco en el centro de estos FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Si el tamaño del obstáculo es muy pequeño en relación a la longitud de onda de una frecuencia especifica, el obstáculo no altera la propagación del sonido. FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Si el tamaño del obstáculo es comparable a la longitud de onda de una frecuencia especifica, el obstáculo altera la propagación del sonido generando sombras acústicas. FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Si la dimensión de una apertura es superior a la longitud de onda de una frecuencia especifica, el sonido pasa a través, radiando energía hacia las zonas de sombra acústica. FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: Si la dimensión de una apertura es inferior a la longitud de onda de una frecuencia especifica, el sonido actúa como si proviniera de una nueva fuente localizada en el centro de la abertura, con la misma longitud de onda del sonido original. FENOMENOS ACUSTICOS Difracción: FENOMENOS ACUSTICOS Ecos: Todas aquellas reflexiones que llegan a un oyente dentro de los primeros 50ms desde la llegada del sonido directo son integradas por el oído humano y, en consecuencia, su percepción no es diferenciada respecto al sonido directo. Cuando el sonido emitido es un mensaje oral, tales reflexiones contribuyen a mejorar la inteligibilidad o comprensión del mensaje y, al mismo tiempo, producen una aumento de sonoridad o sensación de amplitud del sonido. FENOMENOS ACUSTICOS Por el contrario, la aparición de una reflexión de nivel elevado con un retardo superior a los 50ms es totalmente contraproducente para la obtención de una buena inteligibilidad de la palabra, ya que es percibida como una repetición del sonido directo (ECO). El retardo de 50ms equivale a una diferencia de caminos entre el sonido directo y la reflexión de, aproximadamente, 17.25 mts. ECO ……… 345 x 0.05 = 17.25 FENOMENOS ACUSTICOS FENOMENOS ACUSTICOS Un fenómeno asociado al ECO, es el ECO FLOTANTE. Consiste en una repetición múltiple, en un breve intervalo de tiempo, de un sonido generado por una fuente sonora, y aparece cuando esta se sitúa entre dos superficies paralelas, lisas y muy reflejantes. FENOMENOS ACUSTICOS Aislamiento: FENOMENOS ACUSTICOS AISLAMIENTO ACUSTICO DEFINICION DEL RUIDO Sonido molesto que produce sensación de incomodidad. La exposición prolongada a fuentes de ruido, puede provocar fatiga, daños auditivos irreversibles, alteraciones del sueño, estrés, disminución del rendimiento en el estudio y trabajo, problemas digestivos, cardiacos, respiratorios…. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Es todo ruido que llega a través del aire y se transmite a través de los diferentes paramentos como muros, puertas, ventanas, cubiertas, placas… •Trafico aéreo y vehicular •Obras de construcción •Conversaciones •Radio •Televisión….. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO Causado por un golpe de hace vibrar los elementos estructurales. Sin embargo, todo ruido de impacto genera ruido aéreo. •Caída de objetos •Portazos •Gente caminando •Arrastre de muebles •Clavar puntillas AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO POR VIBRACION Ruido de carácter continuo, habitualmente de baja frecuencia. •Motores •Maquinas •Ducterías H/S AISLAMIENTO ACUSTICO EL CONCEPTO “AISLAMIENTO ACUSTICO AL RUIDO AEREO” Cuando la perturbación del medio, representada por un frente de ondas, incide sobre las paredes de una sala que se halla conectada a otra por una pared común, estas se ponen en movimiento vibratorio radiando energía hacia la receptora. El aislamiento es la oposición de la pared a que esto no suceda. AISLAMIENTO ACUSTICO EL CONCEPTO “AISLAMIENTO ACUSTICO AL RUIDO AEREO” Consideraciones importantes: -La pared vibra porque se la excita acústicamente por una de sus caras -Por la otra cara, la pared es un objeto en movimiento, por lo que radia ondas acústicas -La facilidad o oposición a vibrar que presenta una pared, depende de características como su masa, su elasticidad, su forma, sus dimensiones… AISLAMIENTO ACUSTICO EL CONCEPTO “AISLAMIENTO ACUSTICO AL RUIDO AEREO” El aislamiento no depende únicamente de la pared divisoria (transmisión directa). Hay otros caminos de transmisión (transmisiones indirectas) por donde se puede transmitir energía de una sala a otra. Esto ocasión una gran diferencia entre el aislamiento que ofrece una solución constructiva en laboratorio y en su instalación in situ AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Realidad in situ AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Esto ocasiona una gran diferencia entre el aislamiento que ofrece una solución constructiva en laboratorio y en su instalación in situ. Acustell - España AISLAMIENTO ACUSTICO EL CONCEPTO “AISLAMIENTO ACUSTICO AL RUIDO AEREO” No confundir absorción con transmisión de energía… Una pared puede absorber y transferir a la vez: AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Las perdidas de transmisión (Transmission Loss – TL) de un paramento, se define como la cantidad de energía acústica que se atenúa al atravesar dicho paramento, expresada en dB. Su valor es en función de la frecuencia. TL (dB) = L1 – L2 L1 = nivel de presión acústica en el recinto emisor L2 = nivel de presión acústica en el recinto receptor AISLAMIENTO ACUSTICO EL CONCEPTO “AISLAMIENTO ACUSTICO AL RUIDO AEREO” El aislamiento que presenta la pared será en función de la frecuencia (o contenido espectral) de la onda acústica que en ella incida. ¡¡¡Es imperativo conocer el espectro frecuencial de la onda acústica incidente!!! Mayor contenido en bajas f Menor contenido en bajas f AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO TIPOS DE PARAMENTOS SIMPLES Están formados por una sola capa. MULTIPLES Están formados por varias capas simples, separadas por un elemento elástico (cámara de aire, gas argón…) AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES SIMPLES PAREDES SIMPLES HOMOGENEAS Compuesta por un solo material, ej. Muro de concreto PAREDES SIMPLES HETEROGENEAS Compuestas por materiales diversos unidos rígidamente (monolíticamente) entre si, ej. Muros en ladrillo pañetado y pintado PAREDES SIMPLES CONTINUAS Tienen la misma estructura en toda su superficie, ej. Muro ciego PAREDES SIMPLES DISCONTINUAS Presentan composiciones de materiales diferentes en por lo menos, una zona de su superficie, ej. Muro con puerta o ventana o hueco. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES SIMPLES AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO El aislamiento acústico o perdida de transmisión (TL) de paredes simples continuas, homogéneas y heterogéneas, depende exclusivamente de la Masa del material que conforma el paramento y de la frecuencia a evaluar. TL = 20log (M*f) – 47 20log(100*500) – 47= 27dB 20log(200*500) – 47= 33dB La aplicación de dicha formula da origen a la Ley de Masa: Cada vez que se duplica la masa del paramento, se aumenta la perdida de transmisión en 6dB, siendo necesario el cuádruple de masa para un aumento de 12dB. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO FENOMENO DE COINCIDENCIA = Frecuencia Critica fc El fenómeno de coincidencia consiste en que la longitud de onda de la onda acústica proyectada sobre la pared, coincide con la longitud de onda de la onda de flexión que en ella puede propagarse. En esta situación, la onda acústica y vibracional se mueven en fase por lo que el aislamiento baja considerablemente. Lo mucho o poco que llegue a vibrar la pared dependerá se su AMORTIGUAMIENTO. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO REPERCUSION DE LA DENSIDAD SUPERFICIAL AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO REPERCUSION DEL GROSOR DE LA PARED AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO REPERCUSION DE LA ELASTICIDAD DE LA PARED AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Problemas asociados a paramentos simples: •Para niveles de aislamientos altos, se requieren paramentos demasiado masivos (pesados), difícilmente construibles por carga, costos y espacio. •Transmiten fácilmente los ruidos por vibración a través de paredes laterales. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO El aislamiento acústico o perdida de transmisión (TL) de paredes simples discontinuas, depende del TL de los diferentes materiales que lo conforman y la proporción de los mismos en la configuración total del paramento. Generalmente el TL resultante del paramento, se acerca al TL del material mas débil del conjunto, ej. Puerta o ventana. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO Problemas asociados a paramentos simples discontinuos: •Deficiencias en las juntas entre diversos materiales, ej. Marcos de ventanas y puertas. •Dilataciones generadas por elementos móviles, ej. Puertas, divisiones, cubiertas. •En casos especiales se hace necesario implementar esclusas de acceso. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES La constituyen dos o mas paredes simples separadas por un espacio relleno o no de un material absorbente. El aislamiento acústico o perdida de transmisión (TL) de paredes múltiples, depende de la Masa del material que conforma los paramentos, la Dimensión de la cámara conformada, el material incluido dentro de dicha cámara y de la frecuencia a evaluar. Ejemplo: Una pared simple de 40cms de concreto, aprox. 49dB Una pared múltiple de 20cms de concreto, cámara de 5cms con fibra y pared en bloque de 15cms (total 40cms), aprox. 65dB Diferencia de 16 dB. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES Si doblamos la masa (o el grosor) de una pared simple, obtenemos un incremento de 6dB de aislamiento acústico Si mantenemos el grosor inicial pero hacemos dos paredes separadas por una cámara de aire, obtendremos un incremento de aislamiento superior a 6dB AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES Un sistema de pared doble esta constituido por dos paredes simples homogéneas, iguales o no, separadas por una cavidad de aire que puede estar parcial o totalmente rellena de material absorbente. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES Cuando la onda de presión llega al cambio de medio, una parte de la energía sonora del frente de onda se refleja, de manera que la energía sonora transmitida será menor Cuantos mas cambios de impedancia (cambios de medio) encuentre la onda de presión, menor será la energía transmitida. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES Sistemas con material absorbente en el interior de la cámara de aire y conformada por dos paredes simples de diferentes materiales, presenta un incremento de 18 dB/octava AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PAREDES MULTIPLES Factores condicionantes de la perdida de aislamiento de una pared doble: - Para conseguir el mayor aislamiento posible, se deben evitar los distintos caminos de acoplamiento entre sus elementos. Estas vías de acoplamiento son: -Acoplamiento debido a las frecuencias criticas de cada tabique -Acoplamiento debido a las ondas estacionarias que se generan en la cámara -Acoplamiento debido a las uniones rígidas entre componentes AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO VIDRIOS DOBLES El uso del doble vidrio se aplica muchas veces por motivos térmicos. En este caso las cámaras de aire comúnmente fabricadas localmente, oscilan entre 6mm y 12mm. Debido a esta pequeña cavidad existen las frecuencias de resonancia a causa de la elasticidad del aire que comunica las masas de los vidrios. Estas frecuencias suelen hallarse entre los 400 y 1000 Hz. A estas frecuencias se produce un notable descenso del aislamiento acústico. Si la cámara es superior, el aislamiento seria mucho mejor. Es importante la conveniencia de que los espesores de los vidrios difieran un 30%, así, ambas frecuencias de coincidencia son diferentes. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PROBLEMAS MULTIPLES ASOCIADOS A PARAMENTOS •Al utilizar dos paramentos de las mismas especificaciones, el nivel de aislamiento no se incrementa de manera representativa. •De no utilizar material acústico absorbente en la cámara generada, el aislamiento no se incrementa de manera representativa e inclusive se pueden generar resonancias. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO PROBLEMAS MULTIPLES ASOCIADOS A PARAMENTOS •Cámaras con espesores menores, no inciden significativamente en el aislamiento acústico del paramento (MASA MUELLE MASA) PERDIDAS DE TRANSMISION POR JUNTAS, REMATES Y APERTURAS •Muros que no rematan contra placa superior •Instalaciones eléctricas en muros simples •Dilataciones de puertas embisagradas •Puertas - ventanas de correr •Puertas pivotadas •Batientes de ventanas •Remates de marquesinas y claraboyas •Fachadas flotantes •Ventanería corrida •Vidrios dilatados con soportes de acero (arañas) •Perforaciones de formaletas en concreto •Ductos técnicos (ventilación, eléctricos…..) AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO AEREO VENTAJAS ASOCIADAS A PARAMENTOS MULTIPLES •Altos niveles de aislamiento •Espesores menores •Reducción de la transmisión por vibración a través de paredes laterales AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO El ruido de impacto es causado por el choque de un objeto contra un cerramiento, que hace vibrar los elementos estructurales. Estas vibraciones se transmiten a través de los cerramientos pudiendo recorrer grandes distancias hasta su atenuación. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO Las características y el nivel de un ruido de impacto dependerán de varios factores: Las características de la fuente, ej. El tipo de objeto que golpea el paramento. La estructura del paramento. El material de acabado del paramento. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO Tratamiento: -Atenuación en la fuente -Atenuación a lo largo de la vía de propagación -Atenuación cerca del receptor AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO La transmisión de rudo de impacto DEBE ser tratada directamente desde la fuente. •Utilización de alfombras •Implementación de placas flotantes •Implementación de paramentos desacoplados Al contrario que en caso del rudo aéreo, la masa de los elementos estructurales NO influye de forma significativa en le aislamiento de ruidos de impacto. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDO DE IMPACTO MEDICION En el caso del aislamiento a ruido de impacto, no se evalúa la diferencia de niveles entre dos recintos, sino que se mide únicamente el nivel del ruido recibido. Cuanto menor sea el valor de este nivel, mayor será el índice de aislamiento. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDOS POR VIBRACION El ruido de vibraciones proviene habitualmente de las maquinas. Este tipo de ruidos es una combinación de ruido aéreo y estructural, por lo que su tratamiento es complicado. AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDOS POR VIBRACION Cuando una maquina vibra, parte de la energía se transmite al aire y el resto a la estructura sobre la que descansa. Tratamiento •Amortiguadores Evitar el contacto rígido de la maquina con la estructura del edificio. Placas de inercia flotadas AISLAMIENTO ACUSTICO RUIDOS POR VIBRACION Las transmisiones indirectas de vibraciones, son originadas por las ducterías y conductos asociados a las maquinas. Tratamiento recomendado Juntas flexibles AISLAMIENTO ACUSTICO INSTALACIONES PROBLEMATICAS •AGUA. •Bombas •Tubería – Golpe de ariete •Sifones, bajantes, cambios de recorrido •Griferías •Sanitarios - tanque – fluxómetro •Regatas y orificios •ASCENSORES •Motor •Guías •Contrapesos •Ducto – ruido aéreo desde parqueos y cto maquinas •Tablero contactores AISLAMIENTO ACUSTICO INSTALACIONES PROBLEMATICAS •AIRE. •Motores •Ductos •Conductos de líquidos •ELECTRICAS •Planta Eléctrica AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL AISLAMIENTO ACUSTICO VENTILACION NATURAL ESPACIOS PARCIALMENTE ABIERTOS ESPACIOS CERRADOS ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO TEORIA GEOMETRICA Asocia la onda sonora a un rayo que se propaga por la sala. Aplica las leyes de la óptica geométrica para deducir la dirección de propagación tras cada incidencia en las diferentes superficies del recinto y se ayuda de los coeficientes de absorción de cada material para calcular la energía perdida en cada reflexión. Es la teoría aplicada en los programas informáticos de simulación de salas. TEORIA ESTADISTICA Estudia el comportamiento de la energía acústica en la sala desde una visión estacionaria. Parte de la suposición de un campo sonoro uniforme en la sala. Los cálculos que aporta esta teoría son valores medios de tiempo de reverberación y nivel de presión sonora. TEORIA ONDULATORIA Contempla el fenómeno ondulatorio del sonido. Gracias a esta teoría se podrá estudiar la influencia del dimensionado y las proporciones del recinto en su calidad acústica. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO PROPAGACION DEL SONIDO EN UN RECINTO CERRADO •La energía sonora generada por una fuente en un recinto cerrado, llega a un oyente ubicado en un punto cualquiera, de dos formas diferentes: •Sonido directo •Sonido reflejado (por una o mas superficies) ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO SONIDO DIRECTO: En un punto cualquiera del recinto, la energía correspondiente al sonido directo depende exclusivamente de la distancia a la fuente sonora. SONIDO REFLEJADO: La energía correspondiente al sonido reflejado depende del camino recorrido por el rayo sonoro, así como del grado de absorción acústica de los materiales utilizados como revestimientos de las superficies implicadas. Tanto mayor sea la distancia recorrida y mas absorbentes sean los materiales empleados, menor será la energía asociada tanto al sonido directo como al reflejado. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO SONIDO REFLEJADO Al analizar la evolución temporal del sonido reflejado en un punto cualquiera del recinto, se observan básicamente dos zonas de características notablemente diferenciadas: Zona 1. Aquellas reflexiones que llegan inmediatamente después del sonido directo – “primeras reflexiones o reflexiones tempranas” Zona 2. Aquellas reflexiones taridas que constituyen la denominada “cola reverberante” ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Desde el punto de vista practico, se suele establecer un limite de tiempo para la zona de primeras reflexiones de aprox. 100ms desde la llegada del sonido directo. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO El análisis acústico basado en la hipótesis de reflexiones especulares constituye la base de la denominada ACUSTICA GEOMETRICA. La acústica geométrica es una aproximación a la realidad. Para que en la practica se produzca una reflexión marcadamente especular es necesario que se cumplan los siguientes requisitos: •Dimensiones de las superficies •Características reflejantes de las superficies ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Dimensiones grandes en comparación con la longitud de onda del sonido en estudio (Las longitudes de onda correspondientes a la banda de frecuencias audibles se hallan entre 17.25mts (f=20Hz) y 1.72cm (f=20KHz)). L=V/f ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO En el caso de que las dimensiones sean menores o similares a la longitud de onda, la onda rodea la superficie y sigue propagándose como si el obstáculo que representa la misma no existe. Dicho fenómeno se conoce con el nombre de DIFRACCION. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Por otra parte, si la superficie presenta irregularidades de dimensiones comparables con la longitud de onda, se produce una reflexión de la onda incidente en múltiples direcciones. Dicho fenómeno se conoce con el nombre de DIFUSION. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Un fenómeno asociado al ECO, es el ECO FLOTANTE. Consiste en una repetición múltiple, en un breve intervalo de tiempo, de un sonido generado por una fuente sonora, y aparece cuando esta se sitúa entre dos superficies paralelas, lisas y muy reflejantes. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO TIEMPO DE REVERBERACION Tiempo requerido (seg) para que un sonido decaiga 60dB después de que su fuente se ha detenido. Sabine Volumen – Absorción – Aplicación Arau ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO TIEMPO DE REVERBARACION CORTO TIEMPO DE REVERBARACION LARGO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO TIEMPO DE REVERBARACION CORTO +/- 1 SEGUNDO TIEMPO DE REVERBARACION LARGO +/- 4 SEGUNDOS ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Volumen – Absorción – Aplicación ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO APLICACIÓN DE LA FORMULA DE TR. TR = 0.161 V Abs CONDICION VARIABLE Volumen inmodificable Abs Abs inmodificable Volumen ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO CONDICION VARIABLE Volumen inmodificable Abs ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO CONDICION VARIABLE Abs inmodificable Volumen ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO CONDICION VARIABLE Abs inmodificable Volumen ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO CONDICION VARIABLE Abs inmodificable Volumen ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO CONDICION VARIABLE Abs inmodificable Volumen ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Desventajas de modificar la absorción Al aumentar la absorción total del recinto, se disminuye el nivel de presión sonora y se pueden afectar las primeras reflexiones. Desventajas de modificar el volumen Sistemas costosos Solución ideal Combinación de sistemas (variación de absorción y variación de volumen) ACUSTICA VARIABLE ACUSTICA VARIABLE ACUSTICA VARIABLE ACUSTICA VARIABLE ACUSTICA VARIABLE ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Las diferentes estrategias de diseño se logran mediante la aplicación de los materiales de ACABADO. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO !!!!!!!!! DIFERENTE !!!!!!!!! AISLAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO TIPOS DE MATERIALES – ACABADOS -ABSORBENTES -REFLEJANTES -DIFUSORES ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO MATERIALES ABSORBENTES Los materiales absorbentes (porosos) están constituidos por un medio solido (esqueleto) recorrido por cavidades mas o menos tortuosas comunicadas con el exterior (poros), a través de las cuales se produce por rozamiento el debilitamiento de la energía acústica, convirtiéndola en calor. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO - Materiales de Construcción Fibra de vidrio, fibra mineral, celulosa, alfombras… - Acabados Cortinas, tapetes, tapices…. - Mobiliario Muebles abullonados…. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Cuando las ondas sonoras inciden sobre una superficie, parte de la energía es reflejada y parte es absorbida por el material de la misma convirtiéndola en calor. REFLEJA o ABSORBE La eficacia con la que un material absorbe sonido se expresa como el COEFICIENTE DE ABSORCION El coeficiente suele variar mucho con la frecuencia y adopta valores muy pequeños para las superficies no porosas y pulidas y valores que tienden a la unidad para materiales muy porosos. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Nos referimos a la unidad porque la escala de valores del coeficiente de absorción va del 0 al 1. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO MATERIALES REFLEJANTES Materiales lisos, no porosos y totalmente rígidos capaces de reflejar la mayor parte de la energía sonora que incide sobre ellos. Materiales de Construcción Muros, placas, vidrios… - Acabados Muros lisos, estructura vista, pisos en madera, cerámica, mármol, granito, laminas metálicas, enchapes en madera…. - Mobiliario Muebles de cuero o sin abullonar…. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO UTILIZACION DISEÑO DE MATERIALES REFLEJANTES EN A diferencia de los materiales absorbentes, no todos los espacios requieren del diseño de elementos reflejantes. Únicamente son necesarias e imprescindibles en salas destinadas a la palabra (teatros y salas de conferencias sin sistema de amplificación) y la música no amplificada (salas de conciertos de música sinfónica). ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO REFLECTORES CURVOS Un reflector convexo dispersa el sonido en mayor proporción que los reflectores planos, es decir, abarcan una mayor zona de cobertura y por consiguiente, en cada punto de dicha zona el nivel sonoro reflejado es menor. Radio mínimo recomendado = 5mts. Curvaturas con radio menor de 5mts = difusor. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO REFLECTORES CURVOS ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO REFLECTORES CURVOS Un reflector cóncavo dispersa el sonido en menor proporción que los reflectores planos, es decir, abarcan una menor zona de cobertura generando focalización del sonido. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO DIFUSORES ACUSTICOS Construidos en materiales reflejantes con formas irregulares diversas. Estas formas dependen de la frecuencia a tratar (longitud de onda). ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO -Material absorbente, la energía reflejada es mínima. -Elemento reflector, la energía reflejada es mucho mayor y presenta un direccionamiento preciso. -Elemento difusor, la energía reflejada es elevada (por ser reflejante) y esta repartida en forma uniforme en todas las direcciones de reflexión. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO UTILIZACION DISEÑO DE TRATAMIENTO DIFUSORES EN Los únicos espacios que requieren del diseño de difusores acústicos, son los espacios relacionados con la música no amplificada (salas de conciertos, estudios de grabación, y salas de ensayo). ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO Los espacios que cuentan con grandes superficies de tratamientos difusores, conlleva a que la energía del campo reverberante llegara a los oídos de los espectadores con la misma intensidad desde todas las direcciones del espacio. Ello contribuye a crear un sonido altamente envolvente y por lo tanto, a aumentar el grado de impresión espacial existente. ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO DIFUSORES Arq. DANIEL DUPLAT L [email protected] Cel. 3102688875
