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PRINCIPIOS DE ACÚSTICA E INSONORIZACIÓN DE AMBIENTES


   •   Introducción
   •   Espectro audible
   •   La intensidad sonora
   •   Acústica arquitectónica
           o Frecuencia crítica
   •   Coeficiente de Absorción
           o Tipos de materiales
           o Colocación de material
              absorbente
   •   Tiempo de reverberación
   •   Aislamiento Acústico

Introducción

El sonido es la sensación que se produce a través del oído en el cerebro y la causa física
que lo determina. Estas son las vibraciones causadas por un medio elástico (el aire).
Estas vibraciones se producen por el desplazamiento de las moléculas del aire debido a
la acción de una presión externa. Cada molécula transmite la vibración a la que esta a
su lado provocándose un movimiento en cadena. El sonido es el resultado de estos
desplazamientos.
                                                                               Volver Arriba
Espectro Audible

Se considera como tal la gama de frecuencias entre 20 y 20000 Hz. Los sonidos
inferiores a 20 Hz se llaman infrasonidos o subsonidos y a los que están por encima de
20000Hz se los llama ultrasonidos. Este espectro varia según cada persono y se altera
con la edad por eso es muy importante cuidarlo y no exponerlo a sonidos o ruidos muy
fuertes. Los sonidos graves van desde 20 a 300 Hz, los medios de 300 a 2000 Hz y los
agudos de 2000 hasta 20000 Hz. A su ves este espectro de subdivide en octavas, el
valor máximo de cada de ellas es el doble del de la anterior.

             1ª   Octava 16 - 32 (Hz)         7ª   Octava 1000 - 2000 (Hz)
             2ª   Octava 32 - 64 (Hz)         8ª   Octava 2000 - 4000 (Hz)
             3ª   Octava 64 - 125 (Hz)        9ª   Octava 4000 - 8000 (Hz)
             4ª   Octava 125 - 250 (Hz)      10ª   Octava 8000 - 16000 (Hz)
             5ª   Octava 250 - 500 (Hz)      11ª   Octava 16000 - 32000 (Hz)
             6ª Octava 500 - 1000 (Hz)


Los sonidos pueden tener el mismo tono y potencia y pueden no ser idénticos. Su
diferencia esta en el timbre. Esto se debe a que los sonidos se componen de ondas
superpuestas a una frecuencias básica o portadora. Son los llamados armónicos, cuya
frecuencia es múltiplo de la de la onda portadora.(Ver Figura 1)
Figura 1: Muestra la
                                                               frecuencia portadora y sus
                                                               armónicos en función del
                                                               tiempo
                                                                                    Volver Arriba
Intensidad Sonora

La unidad de medida de la intensidad sonora es el decibelio (dB). La sensación sonora
de intensidad se agudiza para sonidos débiles, y disminuye para sonidos fuertes. Por lo
tanto podemos decir, que los decibelios, siguen una proporción exponencial, que es la
que presenta el oído humano. La referencia empleada son los decibelios SPL (Sound
Pressure Level),que es relativo a la presión sonora. La referencia, es decir, a los 0 dB
SPL ,es el umbral de audición, la menor cantidad de sonido en el aire perceptible por el
oído humano emitida a 1000 Hz. Cuando tenemos varias fuentes debemos sumar cada
una de sus presiones (dB SPL).(Ver cuadro de intensidades)

                      Intensidad en db       Descripción
                                     120     Despegue de un avión
                                     110     Umbral de dolor
                                      90     Perforadora neumática
                                      60     Interior de una oficina
                                      50     Conversación normal
                                      40     Habitación silenciosa
                                      20     Al aire libre, en silencio
                                        0    Umbral de audición

                                                                                    Volver Arriba
Acústica Arquitectónica

Las características acústicas de los recintos vienen condicionadas al tipo de sonido que
vayamos a reproducir en ellos. Para cada tipo de sonido será óptima la curva de
respuesta de la sala diferente. Lo mismo se puede decir del tiempo de reverberación y
de la disposición de materiales acústicos y arquitectónicos en la sala.

Frecuencia crítica: Todos los cerramientos tienen fallas en su comportamiento, por las
cuales, a cierta frecuencia disminuye la insonoridad. Normalmente se expresa la
frecuencia crítica por centímetro de espesor del material que se trata. A continuación
damos valores de frecuencia crítica para distintos materiales utilizados habitualmente.
                                                              F. Crítica por 1 cm de
           Material            Peso específico en Kg/m3
                                                                       espesor
           Ladrillo                   2000 - 2500                         2500 - 5000
          Hormigón                          2300                             1800
Bloques de cemento                        2000                     2700
                Yeso                           1000                     4000
               Vidrio                          2500                     1200
              Madera                           600                   6000 - 18000
               Acero                           7800                     1000
             Aluminio                          2700                     1300
               Plomo                          10600                     8000
    Poliestireno expandido                     14                       14000
              Corcho                           250                      18000
               Goma                            1100                     85000
*Laboratorio de acústica del L.E.M.I.T.


Entonces con los valores de la tabla podemos calcular la frecuencia crítica de nuestra
sala según el materia empleado y su espesor haciendo por ejemplo:

                           Material Espesor en cm Frecuencia Crítica (Hz)
                                          5           1800/5= 360
                          Hormigón        15          1800/15= 120
                                          25          1800/25= 72

                                                                                Volver Arriba
Coeficiente de Absorción

Es un valor relativo a la cantidad de sonido que absorbe una superficie. Se define como
el cociente entre la energía absorbida y la energía incidente en una superficie. Este
valor varía para cada material y para las distintas frecuencias, por lo que no es un
coeficiente único. Se diferencian, según su coeficiente de absorción dos tipos de
materiales absorbentes:

Materiales Resonantes: Presentan la máxima absorción a frecuencias determinadas
que es la frecuencia propia del material. Actúan como filtro pasabanda y se utilizan para
recortar la respuesta de la sala en determinadas frecuencias.

Materiales Porosos: Absorben más sonido a medida de que aumenta la frecuencia. La
espuma acústica es lo más utilizado hoy en día en cualquier ámbito acústico.

Colocación de material absorbente (Casero): Sentado en la posición de escucha le
pedimos a un amigo/a que vaya desplazando por la pared y en forma paralela y pegado
a la misma un espejo (20 cm x 20 cm) hasta que veamos el reflejo del tweeter del
bafle. Este será el punto central en donde iniciaremos nuestro tratamiento de 2 a 4 m2
alrededor del mismo. Repetir el procedimiento para paredes laterales, techo y piso. Con
este método los resultados obtenidos son muy buenos y fácilmente comprobables. Se
pueden utilizar también cortinas de tela pesada, NO la goma espuma tradicional,
corcho, así como tampoco telgopor debido a que no se obtendrá el mismo resultado.

El acondicionamiento acústico, con certificación ISO 9002, de gran poder de absorción
de humedad y coeficientes de absorción acústica (incluso mayor de 0.9 ver tabla
adjunta), se puede encontrar en empresas dedicadas a acondicionamiento acústico a
nivel industrial, así como también, en casas especializadas de audio. A continuación se
muestran los diferentes coeficientes de absorción según su construcción.
Hz
    Construcción
                   125 200 500 1000 2000 4000
        Hueco      0.05 0.10 0.36 0.72 0.51 0.80
        Lana
       mineral     0.07 0.40 0.98   0.81   0.60 1.00
      compacta
        Lana
      mineral y    0.50 0.78 0.88   0.90   0.92 0.85
        hueco
                                                                               Volver Arriba
Tiempo de Reverberación (RT60)

Es el tiempo necesario para que la intensidad sonora decaiga 60 dB. Esto significa que
ha alcanzado la millonésima parte de su valor inicial, lo cual se supone que
prácticamente se ha silenciado. Es conveniente recordar que el oído humano no
distingue sonidos que no vengan separados en más de 50 ms. Cuando las reflexiones
de la sala provoquen que una onda llegue al oyente con una separación superior a estos
50 ms, se producirá el fenómeno de eco. Si es inferior se origina la reverberación, que
le añade más cuerpo y envolvencia a la onda original.




                                                           Figura 2: El tiempo de
                                                           reverberación óptimo
                                                           depende del volumen de la
                                                           sala.

                                                                               Volver Arriba
Aislamiento Acústico

Consiste en impedir que el sonido se propague, empleando barreras u obstáculos que
los reflejen. Es conveniente también aislar el recinto de los sonidos externos. Para
lograr esto se emplea la relación entre la energía acústica incidente y la transmitida. Se
define como "perdida en la transmisión" (Transmission Loss (TL)) que se expresa en dB.

Ej.:Si el TL de una pared es de 40 dB, cuando reciba en su cara exterior 70 dB SPL, en
su cara interior transmitirá solamente 30 dB SPL.

Para separar el "Control Room" del estudio o locutorio en los estudios de grabación se
emplea la pecera, la cual consiste en dos vidrios con una capa de aire entre ambos. El
vidrio que se encuentra del lado del estudio tiene una ligera inclinación para evitar la
aparición de frecuencias propias.

En cuanto a las paredes, para mayor absorción acústica, se pueden forrar internamente
con lana mineral, llenándola por completo o dejando una cámara de aire en el centro.
(coeficiente de absorción hasta 1.00).
                                                                                 Volver Arriba

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Acustica e insonorizacion de ambientes

  • 1. PRINCIPIOS DE ACÚSTICA E INSONORIZACIÓN DE AMBIENTES • Introducción • Espectro audible • La intensidad sonora • Acústica arquitectónica o Frecuencia crítica • Coeficiente de Absorción o Tipos de materiales o Colocación de material absorbente • Tiempo de reverberación • Aislamiento Acústico Introducción El sonido es la sensación que se produce a través del oído en el cerebro y la causa física que lo determina. Estas son las vibraciones causadas por un medio elástico (el aire). Estas vibraciones se producen por el desplazamiento de las moléculas del aire debido a la acción de una presión externa. Cada molécula transmite la vibración a la que esta a su lado provocándose un movimiento en cadena. El sonido es el resultado de estos desplazamientos. Volver Arriba Espectro Audible Se considera como tal la gama de frecuencias entre 20 y 20000 Hz. Los sonidos inferiores a 20 Hz se llaman infrasonidos o subsonidos y a los que están por encima de 20000Hz se los llama ultrasonidos. Este espectro varia según cada persono y se altera con la edad por eso es muy importante cuidarlo y no exponerlo a sonidos o ruidos muy fuertes. Los sonidos graves van desde 20 a 300 Hz, los medios de 300 a 2000 Hz y los agudos de 2000 hasta 20000 Hz. A su ves este espectro de subdivide en octavas, el valor máximo de cada de ellas es el doble del de la anterior. 1ª Octava 16 - 32 (Hz) 7ª Octava 1000 - 2000 (Hz) 2ª Octava 32 - 64 (Hz) 8ª Octava 2000 - 4000 (Hz) 3ª Octava 64 - 125 (Hz) 9ª Octava 4000 - 8000 (Hz) 4ª Octava 125 - 250 (Hz) 10ª Octava 8000 - 16000 (Hz) 5ª Octava 250 - 500 (Hz) 11ª Octava 16000 - 32000 (Hz) 6ª Octava 500 - 1000 (Hz) Los sonidos pueden tener el mismo tono y potencia y pueden no ser idénticos. Su diferencia esta en el timbre. Esto se debe a que los sonidos se componen de ondas superpuestas a una frecuencias básica o portadora. Son los llamados armónicos, cuya frecuencia es múltiplo de la de la onda portadora.(Ver Figura 1)
  • 2. Figura 1: Muestra la frecuencia portadora y sus armónicos en función del tiempo Volver Arriba Intensidad Sonora La unidad de medida de la intensidad sonora es el decibelio (dB). La sensación sonora de intensidad se agudiza para sonidos débiles, y disminuye para sonidos fuertes. Por lo tanto podemos decir, que los decibelios, siguen una proporción exponencial, que es la que presenta el oído humano. La referencia empleada son los decibelios SPL (Sound Pressure Level),que es relativo a la presión sonora. La referencia, es decir, a los 0 dB SPL ,es el umbral de audición, la menor cantidad de sonido en el aire perceptible por el oído humano emitida a 1000 Hz. Cuando tenemos varias fuentes debemos sumar cada una de sus presiones (dB SPL).(Ver cuadro de intensidades) Intensidad en db Descripción 120 Despegue de un avión 110 Umbral de dolor 90 Perforadora neumática 60 Interior de una oficina 50 Conversación normal 40 Habitación silenciosa 20 Al aire libre, en silencio 0 Umbral de audición Volver Arriba Acústica Arquitectónica Las características acústicas de los recintos vienen condicionadas al tipo de sonido que vayamos a reproducir en ellos. Para cada tipo de sonido será óptima la curva de respuesta de la sala diferente. Lo mismo se puede decir del tiempo de reverberación y de la disposición de materiales acústicos y arquitectónicos en la sala. Frecuencia crítica: Todos los cerramientos tienen fallas en su comportamiento, por las cuales, a cierta frecuencia disminuye la insonoridad. Normalmente se expresa la frecuencia crítica por centímetro de espesor del material que se trata. A continuación damos valores de frecuencia crítica para distintos materiales utilizados habitualmente. F. Crítica por 1 cm de Material Peso específico en Kg/m3 espesor Ladrillo 2000 - 2500 2500 - 5000 Hormigón 2300 1800
  • 3. Bloques de cemento 2000 2700 Yeso 1000 4000 Vidrio 2500 1200 Madera 600 6000 - 18000 Acero 7800 1000 Aluminio 2700 1300 Plomo 10600 8000 Poliestireno expandido 14 14000 Corcho 250 18000 Goma 1100 85000 *Laboratorio de acústica del L.E.M.I.T. Entonces con los valores de la tabla podemos calcular la frecuencia crítica de nuestra sala según el materia empleado y su espesor haciendo por ejemplo: Material Espesor en cm Frecuencia Crítica (Hz) 5 1800/5= 360 Hormigón 15 1800/15= 120 25 1800/25= 72 Volver Arriba Coeficiente de Absorción Es un valor relativo a la cantidad de sonido que absorbe una superficie. Se define como el cociente entre la energía absorbida y la energía incidente en una superficie. Este valor varía para cada material y para las distintas frecuencias, por lo que no es un coeficiente único. Se diferencian, según su coeficiente de absorción dos tipos de materiales absorbentes: Materiales Resonantes: Presentan la máxima absorción a frecuencias determinadas que es la frecuencia propia del material. Actúan como filtro pasabanda y se utilizan para recortar la respuesta de la sala en determinadas frecuencias. Materiales Porosos: Absorben más sonido a medida de que aumenta la frecuencia. La espuma acústica es lo más utilizado hoy en día en cualquier ámbito acústico. Colocación de material absorbente (Casero): Sentado en la posición de escucha le pedimos a un amigo/a que vaya desplazando por la pared y en forma paralela y pegado a la misma un espejo (20 cm x 20 cm) hasta que veamos el reflejo del tweeter del bafle. Este será el punto central en donde iniciaremos nuestro tratamiento de 2 a 4 m2 alrededor del mismo. Repetir el procedimiento para paredes laterales, techo y piso. Con este método los resultados obtenidos son muy buenos y fácilmente comprobables. Se pueden utilizar también cortinas de tela pesada, NO la goma espuma tradicional, corcho, así como tampoco telgopor debido a que no se obtendrá el mismo resultado. El acondicionamiento acústico, con certificación ISO 9002, de gran poder de absorción de humedad y coeficientes de absorción acústica (incluso mayor de 0.9 ver tabla adjunta), se puede encontrar en empresas dedicadas a acondicionamiento acústico a nivel industrial, así como también, en casas especializadas de audio. A continuación se muestran los diferentes coeficientes de absorción según su construcción.
  • 4. Hz Construcción 125 200 500 1000 2000 4000 Hueco 0.05 0.10 0.36 0.72 0.51 0.80 Lana mineral 0.07 0.40 0.98 0.81 0.60 1.00 compacta Lana mineral y 0.50 0.78 0.88 0.90 0.92 0.85 hueco Volver Arriba Tiempo de Reverberación (RT60) Es el tiempo necesario para que la intensidad sonora decaiga 60 dB. Esto significa que ha alcanzado la millonésima parte de su valor inicial, lo cual se supone que prácticamente se ha silenciado. Es conveniente recordar que el oído humano no distingue sonidos que no vengan separados en más de 50 ms. Cuando las reflexiones de la sala provoquen que una onda llegue al oyente con una separación superior a estos 50 ms, se producirá el fenómeno de eco. Si es inferior se origina la reverberación, que le añade más cuerpo y envolvencia a la onda original. Figura 2: El tiempo de reverberación óptimo depende del volumen de la sala. Volver Arriba Aislamiento Acústico Consiste en impedir que el sonido se propague, empleando barreras u obstáculos que los reflejen. Es conveniente también aislar el recinto de los sonidos externos. Para lograr esto se emplea la relación entre la energía acústica incidente y la transmitida. Se define como "perdida en la transmisión" (Transmission Loss (TL)) que se expresa en dB. Ej.:Si el TL de una pared es de 40 dB, cuando reciba en su cara exterior 70 dB SPL, en su cara interior transmitirá solamente 30 dB SPL. Para separar el "Control Room" del estudio o locutorio en los estudios de grabación se emplea la pecera, la cual consiste en dos vidrios con una capa de aire entre ambos. El vidrio que se encuentra del lado del estudio tiene una ligera inclinación para evitar la aparición de frecuencias propias. En cuanto a las paredes, para mayor absorción acústica, se pueden forrar internamente con lana mineral, llenándola por completo o dejando una cámara de aire en el centro. (coeficiente de absorción hasta 1.00). Volver Arriba