El sonido Nociones Básicas

1. Principios de Acústica, Medida y Control del Ruido Mediante el Análisis y Calculo de Espectros Sonoros Utilizando el Método Especifico

2. El sonido Nociones Básicas • Es una variación de presión transmitida a través de un medio elástico; percibida por el oído humano o cualquier otro receptor. • Los Sonidos se caracterizan por el tono o frecuencia, intensidad o fuerza y distribución espectral

3. Velocidad de Propagación del sonido

4. El Sonido Frecuencia • Su propagación en el aire se hace bajo forma de una onda esférica • La frecuencia de una onda sonora se define como el número de pulsaciones que tiene por unidad de tiempo. La unidad correspondiente es el hertzio (Hz).

5. ultra-sonidos 22627 Hz 20000 sonidos agudos zona de percepción del oído humano 1600 sonidos médium 400 sonidos graves 20 22 Hz infra-sonidos Frecuencia Diversos tipos de sonidos

6. Decibelio • 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. Lp = 10 Log P2/Pref Lw = 10 Log W/Wref • 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: • En escala logarítmica los valores límite son • Inferior : 0 dB • Superior: 120 dB

7. MEDIDA DEL SONIDO • Para determinar un nivel sonoro se hace una medida de presión sonora La unidad de presión es el Pascal: limite inferior: 0,00002 Pa limite superior: 20 Pa • En Acústica la mayoría de las veces el decibelio se utiliza para comparar la presión sonora, en el aire, con una presión de referencia.

8. dB Subjetivo vs Objetivo

9. Lp1 LW Lp2 D 1 D 2 EL SONIDO : Potencia y presión sonora • La Fuente emite una potencia sonora (Lw) • El oyente recibe una presión sonora (Lp) (presión ejercida por la vibración del aire sobre el tímpano o membrana del micrófono

10. Potencia acústica • Característica propia de la fuente que no depende del entorno o de la distancia • Si la fuente sonora emite en todas las direcciones, "en campo libre": Lw = Lp + 10 Log (4 πr2) donde "r" es la distancia entre la fuente y el oyente

11. Ejemplos : potencia y presión sonora • Potencia acústica = 85dBla presión acústica a 5 m es:Lp = 85 - 10 Log (4 π52)Lp = 85 - 25 = 60 dB • presión = 54 dB a 10 mla potencia acústica es:Lw = 54 + 10 Log (4 π102)Lw = 54 + 31 = 85

12. distancia (m) atenuación (dB) distancia (m) atenuación (dB) 1 -11 5 -25 1,5 -14,5 6 -26 2 -17 8 -29 3 -20 10 -31 4 -23 20 -37 Atenuación en función de la distancia

13. SUMA DE NIVELES SONOROS • El ruido resultante de dos fuentes iguales NO es la suma Aritmética de los niveles sonoros de cada fuente • Para sumar dos valores en decibelios se tiene que hacer una suma logarítmica o utilizar la tabla siguiente

14. cuando la diferencia entre dos niveles sonoros es de se añade al nivel más grande 0 o 1 dB 3 dB 2 o 3 dB 2 dB 4 o 9 dB 1 dB 10 dB o más 0 dB Tabla para cálculos rápidos

15. Ejemplos 60 dB + 60 dB = 63 dB 60 dB + 61 dB = 64 dB 58 dB + 60 dB = 62 dB 54 dB + 60 dB = 61 dB 54 dB + 66 dB = 66 dB

16. Ejemplo: Lp1 = 45 dB y Lp2 = 47 dB LpT = 10 Log (10 Lp1/10 + 10 Lp2/10 ) LpT = 10 Log (10 4,5 + 10 4,7) LpT = 10 Log (31622.8 + 50118.7) LpT = 10 Log (81741.5) LpT = 10 ( 4,91)=49,1 dB

17. ESPECTRO SONORO • Un ruido es una mezcla compleja de sonidos de frecuencias diferentes • El ruido se estudia por bandas de frecuencia • Cada banda se define con su valor medio

18. dB Hz 4000 8000 250 1000 2000 63 125 500 Espectro sonoro En ventilación se usa un espectro de 8 bandas de frecuencia, de 63 a 8000 Hz El término de octava se considera el intervalo entre dos sonidos que tienen una relación de frecuencias igual a 2

19. Medición del Nivel Sonoro • Para medir el nivel sonoro disponemos de los Sonómetros. Estos aparatos nos proporcionan una indicación del nivel acústico de las ondas sonoras que inciden sobre el micrófono.

20. dB(A) LA ESCALA A : EL dB(A) • El oído no percibe los niveles de presión sonora de la misma manera para todas las frecuencias, mientras que los sonómetros tienen una sensibilidad idéntica en todas las frecuencias.

21. La escala A : el dB(A) • Para acercar la medida del sonómetro lo máximo posible a la molestia real que puede producir un sonido, se hace una ponderación del nivel de presión para ciertas frecuencias. • El resultado obtenido no se expresará en dB si no en dB(A) • En la práctica, en ventilación los niveles sonoros se dan en dB(A)

22. Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 dB -26,2 -16,1 -8,6 -3,2 0 1,2 1 -1,1 Ponderaciones A • Tabla de correcciones para pasar de dB lineales a dB(A) • En las frecuencias medias la sensibilidad es máxima • Menor en los agudos y poca en los graves 8000

23. Atenuación asociada con curvas de ponderación A, B y C

24. Atenuación asociada con curvas de ponderación A y C

25. Mediciones en Edificios Acústicos • Acústica Arquitectónica: Es la creación de condiciones necesarias para escuchar cómodamente y de los medios para controlar los ruidos

26. Campo libre - Directividad • Cuando una onda acústica se emite en todas las direcciones sin que haya ningún obstáculo que se oponga a su propagación diremos que está emitiendo en campo libre • Si la onda se refleja sobre una parte del volumen que le rodea, se habla de directividad

27. Q=4 Q=2 Q=3 Q=1 Directividad Cuando la potencia acústica se disipa en una dirección concreta tenemos: Lw = Lp + 10 Log (4 πr2/Q) donde "Q" es el factor de directividad

28. La zona donde el nivel sonoro disminuye cuando nos alejamos de la fuente (como en campo libre) se llama el campo directo • La zona donde la presión acústica reverberada es igual o superior a lo que sería en campo libre, se llama campo reverberado.

29. Tiempo de Reverberancia 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

30. Coeficiente de Absorción de un material • La Absorción de un Cuarto se obtiene sumando todas las superficies de absorción en el cuarto • La absorción de cada superficie es el producto de el área de la superficie por el coeficiente de absorción • El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo

31. Refracción, Difracción, Reflexion • Es el cambio de dirección que sufre una onda cuando pasa de un medio a otro. • 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 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

32. Ruido a Través de Canalizaciones • Debidos al movimiento del aire y a las turbulencias, se transmiten por los conductos • Se pueden generar en los conductos mismos cuando la velocidad del aire sobrepasa los 10 m/s • La energía de presión consumida (pérdida de carga) se transforma en potencia acústica

33. Nivel de potencia sonora total

34. Nivel de potencia sonora especifica (Kw, dB) para potencia sonora total de ventiladores

35. Factor de corrección “C”

36. Frecuencia de paso de álabe

37. Ejemplo Calculo de Ruido En Canalizaciones :

38. Solución ejemplo: 1/13

39. Solución ejemplo: 2/13

40. Solución ejemplo: 3/13

41. Solución ejemplo: 4/13 LwT = 10 Log (10 Lp1/10 + 10 Lp2/10 ) LwT (Curva de ponderación) = 100.35 dBL LwT (A) = 86.4 dB(A) Spl = 74.9 dB(A)

42. Solución ejemplo: 5/13 Supongamos que un ventilador, suministra una cantidad de aire que se distribuye en varios canales. La potencia sonora total emitida tiene un espectro reflejado en la Tabla

43. Solución ejemplo: 6/13

44. Solución ejemplo: 7/13 β = 0,1 /(0,1+ 0,16) = 0,385

45. Solución ejemplo: 8/13 Espectro Sonoro resultante

46. Solución ejemplo: 9/13 Atenuación debida a los codos

47. Solución ejemplo: 10/13

48. Solución ejemplo: 11/13

49. Solución ejemplo: 12/13

50. Solución ejemplo: 13/13 • Lw (Total ) dB =10 * Log (10 (82/10) + 10 (86/10) + 10 (78/10) + 10 (72/10) + 10 (70/10) + 10 (65/10) + 10 (59/10) + 10 (51/10) ) • Lw (Total ) dB =88.12 dB • Lw (A) =76.40 dB(A) • SPL = Lw - 10 * log ( 4π r2 /Q) • Factor de Directividad Q = 2 • SPL = 64.9 dB(A) Medido a una Distancia de la fuente de 1.5 mts.