2. Análisis de la reducción de ruido (NR) de una ventana común
2.4 Medición de NR en condiciones de laboratorio con un vidrio de 6mm
Para estas mediciones se toma como base la misma norma que en las anteriores, debido a que no se cuenta con cámaras de transmisión, se utiliza un tubo de Kundt (figuras 2.6 y 2.7) para tratar de medir de manera indirecta la pérdida por transmisión, como un método alterno a las cámaras de transmisión.
59 Figura 2. 6 Vista frontal del tubo de Kundt y dimensiones (perspectiva).
Figura 2. 7 Vista lateral del Tubo de Kundt y dimensiones (perspectiva).
En primera instancia se realizaron mediciones de nivel de presión acústica con el tubo abierto (figura 2.8), usando como señal de prueba ruido rosa filtrado y amplificado por bandas de octava de 125Hz hasta 4kHz como señal de prueba. Posteriormente se repitió la medición de nivel de presión acústica con un vidrio de 6mm en la boca del tubo, éste vidrio tiene las mismas características del utilizado en las mediciones de nivel de presión acústica realizadas en campo.
60 Figura 2. 8 Tubo de Kundt utilizado para las mediciones de laboratorio (fotografía).
Para cada prueba se tomaron medidas de cinco puntos marcados y distribuidos en la boca del tubo, todos dentro del diámetro de esta y a la misma distancia del borde, los datos recabados de cada ancho de banda, que van de 125 Hz a 4KHz, fueron promediados para conocer el comportamiento general.
Figura 2. 9 Vista del extremo del tubo con las marcas para identificar los puntos de medición y el analizador de espectro.
Para este proceso se usaron los mismos analizadores de espectro y el mismo software, además de un amplificador SoundTrack (figura 2.10) para amplificar la señal de prueba. El proceso se muestra detalladamente en las figuras 2.11, 2.12 y 2.13.
61 Figura 2. 10 Amplificador usado para reproducir el ruido rosa filtrado.
Figura 2. 11 Medición en curso, la posición del analizador de espectro se determina usando la plantilla mostrada en la figura 2.9.
62 Figura 2. 12 Medición de nivel de presión acústica con el tubo abierto y el analizador
conectado a una computadora para capturar los datos.
Figura 2. 13Colocación de la muestra de 6 mm en el tubo para la medición de los niveles Lp1 y Lp2.
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Los cálculos para los promedios de las mediciones son realizados de manera similar a los realizados en el ejemplo de la página 2-41, en la tabla 2.7 se presentan los datos de nivel de presión acústica obtenidos con ruido rosa filtrado en las bandas de 125, 250, 500, 1000, 2000 y 4000 Hertz como señal de prueba.
Tabla 2. 7 Niveles de presión acústica medidos en las frecuencias centrales del ruido rosa filtrado en el tubo de Kundt, tubo abierto.
Frecuencias centrales f(Hz) (dB) 125 112.5 250 112 500 105 1000 97.1 2000 92.7 4000 83.2
En la gráfica 2.7 se muestran los datos de la tabla 2.7, donde se aprecia la respuesta del tubo abierto en todas las bandas.
Gráfica 2. 7Respuesta sumada de todos los anchos de banda de ruido rosa filtrado por bandas de octavas de 125 a 4000 Hz.
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A continuación se presentan los datos de los niveles de presión acústica medidos en el exterior del tubo, colocando el vidrio de 6mm en el extremo del tubo, en la tabla 2.8 se expresan los niveles de presión acústica en las bandas de frecuencia evaluadas.
Tabla 2. 8 Niveles de presión acústica en el exterior del tubo por frecuencias centrales del ruido rosa filtrado en el tubo de Kundt con una muestra de vidrio de 6mm.
Frecuencias centrales f(Hz) (dB) 125 91 250 90.5 500 83.3 1000 76.8 2000 70.5 4000 55.5
En la gráfica 2.8 se muestran los datos de la tabla 2.8, donde se aprecia la respuesta del tubo con la muestra de vidrio de 6mm en las bandas de frecuencia evaluadas.
Gráfica 2. 8Respuesta general a una señal de ruido rosa filtrado por bandas de octava desde 125 a 4000 Hz de un vidrio de 6mm en un tubo de Kundt.
65 En la tabla 2.9 se muestran los niveles de presión acústica, a modo de comparación, medida del tubo de Kundt sin muestra (tubo abierto ) y del tubo de Kundt con una muestra de vidrio de 6mm ( ) así como la reducción de ruido (NR) resultante.
Tabla 2. 9 Niveles de presión acústica medida, donde es el tubo sin muestra y el tubo con una muestra de vidrio de 6mm.
Tubo de Kundt. f(Hz) (dB) (dB) NR(dB) 125 112.6 91.2 21.4 250 112.1 90.7 21.4 500 105.5 83.5 22 1000 97.5 77.1 20.4 2000 92.9 71.8 21.1 4000 83.8 62 21.8
En la gráfica 2.9 se muestra una comparación entre Lp1 y Lp2 de la tabla 2.9.
Gráfica 2. 9 Se muestra la comparación de Lp1 (tubo sin muestra) y Lp2 (tubo sin muestra).
66 Gráfica 2. 10 Reducción de ruido de un vidrio de 6mm obtenida de la tabla 2.10.
Se puede apreciar, al igual que en las pruebas de sitio, que el mayor problema lo presentan las bajas frecuencias debido a que son las que tienen mayor energía, por lo que el objetivo será atacar principalmente este grupo de frecuencias. Para propósitos de este trabajo es conveniente comparar los resultados de ambas pruebas con la curva correspondiente PNC ya que son estos los que nos indican los niveles de presión acústica aceptables en una casa habitación.
En la gráfica 2.11 se muestran las gráficas de las mediciones de la ventana común bajo condiciones de ruido de fondo mínimo, ventana común bajo condiciones de ruido de fondo máximo y la curva PNC 40 a modo de comparación.
67 Gráfica 2. 11 Comparación entre la curva PNC 40, el interior con ruido de fondo
máximo y el interior con ruido de fondo mínimo
A lo largo de éste capítulo se puede apreciar que el rango de frecuencias que presenta un nivel de presión acústica más alto son las bajas frecuencias, de modo que serían éstas las de mayor interés para el desarrollo del diseño propuesto en éste trabajo, de la misma forma queda expreso el fenómeno de que son estas las frecuencias, junto con las altas frecuencias, en las que el vidrio tiene una mayor reducción de ruido NR; llegando a la conclusión lógica de que la frecuencia de resonancia del vidrio puesto a prueba se encuentra en las frecuencias medias, lo que hace que el material tenga una mejor atenuación en frecuencias bajas y altas. Concluyendo de ésta forma que las frecuencias de mayor interés para el diseño serán las frecuencias bajas y medias, las primeras porque son las que de forma natural tienen un nivel de presión acústica más alto y son por lo tanto las más molestas para el entorno doméstico; y las segundas por qué son en las que se presenta una menor reducción de ruido por parte del material, de modo que son las frecuencias críticas para lograr una atenuación óptima para éste tipo de entornos.