03d Sonido en Recintos

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SERIE ACUSTICA ENERGÍA SONORA EN RECINTOS

ARQ. JORGE NEGRETE

REVISIÓN 2007

Energía Sonora en Recintos

TABLA DE CONTENIDOS PROPAGACION DEL SONIDO EN RECINTOS CERRADOS ...................................................... 3  CAMPO ACUSTICO DIRECTO .................................................................................................... 3  CAMPO ACUSTICO REVERBERANTE ...................................................................................... 3  NIVEL DE INTENSIDAD ACÚSTICA DE CAMPO SONORO DIRECTO MÁS REVERBERANTE .......................................................................................................................... 4  REVERBERACIÓN ........................................................................................................................ 5  TIEMPO DE REVERBERACIÓN .................................................................................................. 5  ECOS ............................................................................................................................................... 7  BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA ..................................................................................................... 8 

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Energía Sonora en Recintos

PROPAGACION DEL SONIDO EN RECINTOS CERRADOS Si el espacio donde se propaga la onda sonora estuviere limitado por cerramientos (caso de locales o recintos cerrados), existen dos campos sonoros; uno definido como campo libre o directo sin obstáculos y el otro donde interviene la energía sonora reflejada por las superficies que encierran al local, denominado campo reverberante. El campo sonoro por reflexión o reverberante dependerá de las propiedades de reflexión de las superficies internas y de la distribución de las mismas.

CAMPO ACUSTICO DIRECTO En el caso de un sonido que se propaga en el aire no existiendo obstáculo que modifiquen dicha propagación, para estas condiciones dada una fuente sonora, los niveles sonoros que se medirán a distancias variables de la misma dependerán solamente de la atenuación por distancia. La relación entre intensidad del acampo acústico directo y la potencia acústica, esta dada por la ecuación: Campo acústico Directo (ID) = W Q/ 4 π r2 Siendo W = potencia acústica emitida por la fuente (vatios) Q = factor de directividad de la fuente sonora r = Distancia desde el emisor (orador) al punto de análisis (receptor) en metros.

CAMPO ACUSTICO REVERBERANTE El campo acústico denominado reverberante se lo define como aquel debido exclusivamente a la energía acústica presente en el recinto por reflexiones producidas en las superficies límites del mismo por la emisión de la fuente sonora. El campo acústico reverberante, de acuerdo a la teoría clásica de acústica, se lo considera constante en todo el local. Su expresión de cálculo es: Campo acústico reverberante (IR) = 4W / R Siendo W = potencia acústica emitida por la fuente (vatios) R = Constante del local en m2. R = (Superficie total envolvente interna x α medio / 1- α medio)

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NIVEL DE INTENSIDAD ACÚSTICA DE CAMPO SONORO DIRECTO MÁS REVERBERANTE Para obtener el nivel de intensidad acústica expresado en [dB] aplicamos la ecuación: N.I.A. (ID + IR) = 10 log. (It /Io)

en dB

Siendo Io = Representa a la intensidad de referencia = 10-12 [W/m2] It = Según la ecuación It = ( ID + IR) Queda claro que en un recinto, en el cual se encuentra actuando una fuente sonora (considerada puntual), la intensidad acústica que se registrará en cualquier punto específico del local dependerá de: La distancia fuente sonora - lugar de análisis. Características propias del local en su capacidad de amplificación. En otras palabras de su mayor o menor capacidad de absorción sonora. De acuerdo a como relacionen estas dos características prevalecerá el campo directo sobre el reverberante o viceversa.

Figura 1: Campo directo y campo reverberante. Se indica también la distancia crítica, que limita las regiones donde predomina una u otra componente del campo sonoro.

Nota: la distancia crítica Dc es la distancia donde se igualan los campos acústicos directo y reverberante. Dc = 0,14 √QR Siendo Q = Factor de directividad de la fuente sonora en la dirección considerada. R = Constante del local en m2. R = (Superficie total envolvente interna x α medio / 1- α medio) Serie Acústica revisión 2007 4/8

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REVERBERACIÓN Si aceptamos como definición de Reverberación lo expresado por norma I.R.A.M. 4065 se dirá que la misma es "la persistencia de un sonido, debido a reflexiones sucesivas".

Fuente

Figura 2: Reverberación

En otras palabras cuando una fuente sonora se encuentra radicada en el interior de un local, el campo acústico, se conforma por la energía directa de la fuente sonora más la energía reflejada por los elementos de superficie. Si la fuente sonora, deja de funcionar, solo existe como campo acústico aquel producido por reflexiones; es a este fenómeno que denominamos Reverberación, siempre que represente subjetivamente una continuidad y no repetición del sonido. Este último caso se lo caracteriza como eco.

TIEMPO DE REVERBERACIÓN Continuando en la línea de razonamiento del punto anterior, se puede imaginar que una vez cesado el funcionamiento de fuente sonora, la energía acústica que persiste debido a las reflexiones se irá degradando o disminuyendo en función de la absorción producida en las diferentes superficies, en las cuales las fuentes de onda hacen contacto. Disminución que continuará hasta la extinción de dicha energía. Podemos expresar entonces que "tiempo de reverberación" es aquel tiempo en que se produce la atenuación de reverberación. Sin entrar en detalles se puede definir el tiempo de reverberación como aquel necesario para que un sonido, una vez cesada la emisión de la fuente sonora, caiga de su estado o nivel de régimen hasta su inaudibilidad. Serie Acústica revisión 2007 5/8

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Este tiempo dependerá principalmente del nivel de emisión y características de las superficies límites absorbentes, para un determinado local. Así cuando la absorción de la energía acústica del local aumenta el tiempo de reverberación disminuirá y cuando disminuya la absorción citada el tiempo de reverberación será mayor. El fenómeno explicado queda visualizado en Figura siguiente

Figura 3: Tiempo de Reverberación en función de la absorción del local

Como este valor o caída puede ser muy variable, de acuerdo a como cambien los niveles sonoros del estado de régimen y el correspondiente al nivel sonoro del ruido de fondo y a los fines de establecer un determinado tiempo de reverberación con el objetivo de comparar resultados y comportamiento de materiales, se define un tiempo de reverberación normalizado TR60 que responde a la disminución de nivel acústico (dB) a partir de la cesación de la emisión de la fuente sonora en 60 dB. Ver figura siguiente

Figura 4: Tiempo de reverberación Normalizado

El tiempo de reverberación es función de factores tales como: Volumen de la sala, cantidad de absorción interior, etc. La palabra hablada o cantada necesita tiempo de reverberación bajo (definición). En cambio la música valores mayores (riqueza tonal). Serie Acústica revisión 2007 6/8

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ECOS El eco es un efecto sonoro indeseado y ocurre cuando existe un desfasaje en el tiempo entre sonido directo y sonido reflejado que percibe un oyente. Las diferencias de recorrido de 20 metros entre sonido directo e indirecto (reflejado) dan lugar a la formación de ecos. Las diferencias entre 17 y 20 metros producen la sensación de un sonido confuso que da como resultado una falta de "intimidad". Definiéndose la misma, como aquella sensación que nos permite percibir el sonido como emitido desde un solo punto. Para que esto suceda el retraso entre sonido directo y reflejado no debe superar los 50 milisegundos, todas las reflexiones que se den en ese lapso resultan beneficiosas (refuerzo útil). Las reflexiones desde los muros laterales son más significativos que desde el cielorraso, porque es mayor la capacidad para localizar los sonidos en la dirección horizontal que en la dirección vertical.

Figura 5: Eco

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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA CARRION ISBERT, A. Diseño acústico de espacios arquitectónicos. Barcelona, UPC. 2001 JOSSE, R. La acústica en la construcción, Barcelona: Ed. Gilli.MIYARA, FEDERICO. Control de Ruido. 1999 NEGRETE, JORGE. Acondicionamiento acústico en arquitectura. Tucumán: Universidad Nacional, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 1991. ROSSING. T.D. The Science of Sound. Massachusetts, Addison-Wesley.

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