PROPUESTA DE ACONDICIONAMIENTO Y AISLAMIENTO ACÚSTICO DEL SALÓN DE FIESTAS COCO BONGO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROPUESTA DE ACONDICIONAMIENTO Y

AISLAMIENTO ACÚSTICO DEL SALÓN DE FIESTAS

COCO BONGO

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

PRESENTA

MARTÍNEZ GÓMEZ ANA LUISA

ASESORES: ING. JOSÉ JAVIER MUEDANO MENESES

ING. LUCERO IVETTE TRINIDAD ÁVILA

INTRODUCCIÓN

Los recintos utilizados para la realización de eventos sociales como son bodas, XV

años, bautizos, reuniones familiares requieren en la mayoría de los casos de un

acondicionamiento y aislamiento acústico para la realización de sus actividades.

En este caso el salón Coco Bongo no es la excepción ya que no cuenta con un

acondicionamiento y aislamiento del tipo acústico para sus actividades,

provocando una mala distribución del sonido y afectando tanto a la música como

el habla.

Por lo tanto se busca obtener las condiciones óptimas acústicas para que el salón

en base a referencias, de acuerdo al uso que se le da cuente con un óptimo

acondicionamiento y aislamiento acústico, para que los usuarios se sientan a

gusto al realizar sus eventos.

OBJETIVO

AGRADECIMIENTOS

Dedico este trabajo principalmente a mis padres, les agradezco por

haberme dado la vida, el amor, el cariño, la comprensión y por el

apoyo incondicional que me brindaron para llegar a este momento tan

importante de mi formación profesional.

Con todo mi amor y mi cariño a mis padres, esposo e hijo porque son

el pilar más importante de mi vida, gracias por hacer todo en la vida

para que pudiera lograr mis sueños, por motivarme y darme la mano

cuando sentía que el camino se terminaba y por el apoyo incondicional

sin importar nuestras diferencias de opiniones GRACIAS, LOS AMO.

Agradezco a mis estimados profesores por el apoyo, experiencia y

orientación que me brindaron para culminar este último pasó en mi

carrera profesional.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN OBJETIVO

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS TEÓRICOS

1.1 SONIDO

1.1.1Generación y propagación del sonido 1.1.2 Características del sonido

1.1.2.1 Intensidad 1.1.2.2 Tono 1.1.2.3 Timbre 1.1.2.4 Reflexión 1.1.2.5 Refracción 1.1.2.6 Difracción 1.1.3 Sonoridad

1.1.4 Frecuencia del sonido 1.1.5 Rango audible humano

1.2 AISLAMIENTO ACÚSTICO 1.2.1 Ruido

1.2.1.1 Ruido Blanco 1.2.1.2 Ruido Rosa 1.2.1.3 Ruido de fondo 1.2.2 Nivel de presión sonora

1.2.3 Nivel de presión sonora con ponderación A 1.2.4 Perdida de transmisión

1.2.5 Criterios de Ruido, NC 1.2.6 Medida de aislamiento

1.3 ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO 1.3.1 Tiempo de reverberación, RT 1.3.2 Coeficiente de absorción 1.3.3 Materiales absorbentes

1.3.4 Tipo de materiales absorbentes 1.3.5 Tiempo óptimo de reverberación

1.4 DIFUSIÓN

1.4.1 Las resonancias modales 1.4.2 Resonancia entre dos muros 1.4.3 Regiones de frecuencia

1.4.5 Forma óptima de la habitación 1.4.6 Superficies curvas

CAPÍTULO 2: ANÁLISIS DEL RECINTO

2.1 CONDICIONES INICIALES 2.1.1 Ubicación del salón 2.1.2 Colindancias 2.1.3 Uso del salón 2.1.4 Materiales del salón 2.1.5 Dimensiones (PLANO)

2.1.6 Análisis de ruido en condiciones actuales 2.1.7 Tiempo de reverberación calculado 2.1.8 Tiempo de reverberación óptimo 2.1.9 Difusión

2.1.9.1 Estándar de Bolt

2.2 COMPARATIVA DE LAS CONDICIONES INICIALES CON LAS DE REFERENCIA 2.2.1 Comparación de los niveles de ruido equivalentes y recomendados por la curva NC-45.

2.2.2 Comparación del tiempo de reverberación en condiciones iniciales con el tiempo de reverberación óptimo.

2.2.3 Comparación de los modos axiales, tangenciales y oblicuos.

2.2.4 Comparación de la grafica del Bolt, con las dimensiones del recinto.

CAPÍTULO 3: SOLUCIÓN DEL PROBLEMA

3.1 Propuesta de los materiales para el aislamiento acústico 3.2 Propuesta de los materiales para el acondicionamiento acústico 3.3 Propuesta de difusión

CAPÍTULO 4: COSTOS Y PRESUPUESTO

CONCLUSIÓN

ANEXOS

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS TEÓRICOS

1.1 Sonido

El sonido es un fenómeno físico que se percibe al producirse una perturbación en un medio material como es el sólido, líquido o gaseoso, esta perturbación es generada por una vibración de las ondas acústicas o por un cuerpo.

La vibración del aire se transmite por ondas en todas las direcciones.

1.1.1 Generación y propagación del sonido

Existen tres elementos que intervienen en la generación de sonido: la vibración de un cuerpo (emisor), facilita la propagación del sonido por el aire (medio de transmisión) hasta el odio del oyente (receptor).

Para que exista el sonido es necesaria una fuente de vibración mecánica y un medio elástico como el aire a través del cual se propague la perturbación. Es por ello que a diferencia de la luz el sonido no se propaga a través del vacío, ya que necesita un medio de propagación.

Figura 1.1 Transmisión del sonido

La fuente sonora es el elemento generador del sonido. Ejemplos típicos de fuentes sonoras son los instrumentos musicales y las cuerdas vocales. El sonido se produce cuando la fuente de sonido vibra. La vibración se transmite a las partículas de aire vecinas de manera que estas, a su vez la transmiten a las partículas contiguas.

Las partículas no se mueven simplemente oscilan alrededor de una posición de equilibrio (movimiento ondulatorio), causando la propagación de la onda sonora.

1.1.2 Características del sonido

1.1.2.1 Intensidad

Es una propiedad que permite identificar un sonido como fuerte o débil y está relacionada con la energía que transporta la onda. La energía sonora transportada por unidad de tiempo, que atraviesa un área perpendicular a la dirección de propagación se relaciona con la energía liberada por una fuente emisora y a la distancia a la que se detecta.

Un factor que depende de la intensidad del sonido es la frecuencia, esto significa que para una frecuencia dada, un aumento de la intensidad acústica da lugar al aumento del nivel sonoro.

Figura 1.3. Curvas isofónicas de Fletcher y Munson

1.1.2.2 Tono

El tono es un sonido que queda determinado por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras. El tono de un sonido permite clasificar los sonidos en graves, medios y agudos dependiendo de su frecuencia fundamental.

La experiencia demuestra que si se varía la frecuencia de un sonido, el sonido puede apreciar esas variaciones en términos de altura. La medida de tono de un sonido se puede hacer contando el número de variaciones por segundo.

Figura1.4.Representa un tono puro grave (izquierda), medio (centro) y agudo (derecha).

t t

A A

1.1.2.3 Timbre

Es la cualidad que permite distinguir un mismo sonido, producido por distintos instrumentos. Hasta los oídos menos adecuados musicalmente son capaces de distinguir una misma nota emitida.

1.1.2.4 Reflexión

La reflexión se produce cuando la onda sonora encuentra un obstáculo y choca contra él. En este caso el ángulo con el que se refleja es idéntico al ángulo del choque.

Hay diversos factores de los que depende la reflexión, el más importante es la capacidad de absorción del sonido o porosidad que tenga el material, y el segundo factor es el ángulo o inclinación con el que la onda incide sobre la superficie del material. Está regido por dos leyes:

a) El rayo incidente, la normal a la superficie reflectora y el rayo reflejado están en el mismo plano.

b) Los ángulos de incidencia y de reflexión son iguales.

Figura 1.5. Reflexión del sonido

1.1.2.5 Refracción

Se dice que una onda se refracta cuando pasa de un medio a otro diferente, atravesando la superficie de separación entre ambos y como consecuencia de ellos sufre una desviación en su trayectoria. Está regido por dos leyes:

a) El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están contenidos en un mismo plano b) El cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante y coincide con la relación de velocidades de la onda en los respectivos medios.

1.1.2.6 Difracción

Cuando las ondas que se propagan en un medio idéntico encuentran obstáculos que impiden la propagación de una parte de estas, se produce un fenómeno llamado difracción.

La difracción es el fenómeno en virtud del cual una onda cambia de dirección al bordear un obstáculo

.

Figura 1.7. Difracción, (a) cuando el frente de la onda pasa por una apertura ancha los bordes actúan como centro de difracción, (b) si la rendija es estrecha actúa como difusor.

Figura 1.8. Efecto de la estrechez del paso de las ondas en el fenómeno de la difracción. Cuando más estrecha es la rendija mayor es el efecto difractor.

1.1.3 Sonoridad

Es el atributo que permite ordenar sonidos en escalas del más fuerte al más débil, es decir, la intensidad es la cantidad de energía que contiene la onda sonora mientras que la sonoridad es la interpretación que le da el odio a dicha cantidad de energía.

La sonoridad depende de la frecuencia y de variables como el ancho de banda y de la duración del sonido.

1.1.4 Frecuencia del sonido

El número de oscilaciones por segundo de la presión sonora se denomina frecuencia (f) del sonido y se mide en hertz (Hz) o ciclos por segundo (c/s).

La frecuencia del sonido coincide con la frecuencia de la vibración mecánica que lo ha generado.

…….

El oído humano es capaz de responder sobre un intervalo de la banda de frecuencias audibles de 20Hz a 20KHz.

Generalmente esta banda se descompone en tres zonas: graves, medios y agudos.

Figura 1.9. Rango de frecuencias audibles

1.2 AISLAMIENTO ACÚSTICO

Se entiende por aislamiento acústico a la protección de un recinto contra la penetración de sonidos que interfieran a la señal sonora deseada. Las fuentes que originan estos sonidos pueden estar en el interior o exterior del recinto. Para encontrar las formas de protección de los recintos contra el ruido, se debe establecer en primer lugar la naturaleza de estos ruidos y los caminos por los cuales penetran en el recinto, a través de las superficies limitantes, a fin de mantener el llamado ruido de fondo en un nivel suficientemente bajo para que no interfiera ni moleste.

Para aislar acústicamente, es decir hacer una barrera a la propagación del ruido entre dos recintos pueden emplearse muchos métodos. Pueden construirse cerramientos simples o pesados.Consiste en impedir la propagación de una señal sonora a través del aire, mediante diferentes obstáculos reflectores, para lo que son necesarias paredes duras y pesadas que reflejan el sonido pero no lo absorben.

El aislamiento queda representado por una curva o una cantidad de valores numéricos, por diversas razones es útil transformar esta cantidad de información en un numero único que cuantifique al aislamiento. Con esto se simplifica la comparación entre distintos elementos constructivos (paredes, puertas, ventanas, etc.).

1.2.1 Ruido

Es considerado como un sonido indeseado por el receptor o como una sensación auditiva desagradable o molesta.

1.2.1.1 Ruido Blanco

Un ruido de este tipo es aquel cuya presión sonora cuadrática medida es uniforme y continua con la frecuencia. Posee la misma amplitud a lo largo de toda la banda de frecuencias, dado que la luz blanca es aquella que contiene todas las bandas de frecuencia del espectro visible. Es una señal periódica.

Figura 1.10. Ruido blanco

1.2.1.2 Ruido Rosa

Es aquel en el que todas componentes nos dan el mismo nivel subjetivo, es decir el ruido blanco pero con una pendiente de -3dB.

Se denomina así al ruido cuyo nivel sonoro es constante para todas las bandas de octavas. El ruido rosa es una señal o proceso con un espectro de frecuencia tal que su densidad espectral de partencia es proporcional al reciproco de su frecuencia.

1.2.1.3 Ruido de fondo

Se considera ruido de fondo, al ruido circulante asociado a un entorno dado siendo generalmente una composición de sonido de muchas fuentes cercanas o lejanas.

El ruido de fondo es la suma de cuantos sonidos no deseados, procedentes tanto del interior como del exterior del recinto, enmascaran y dificultan la audición de la música o palabra.

1.2.2 Nivel de presión sonora

La presión sonora se mide en dB, unidad logarítmica que nos permite representar magnitudes que adoptan valores muy diferentes.

El SPL (Sound Presure Level) o nivel de presión sonora se utiliza para comparar diferentes niveles de sonido. Para determinar el nivel de presión de un sonido a partir de la presión sonora en un punto, debemos utilizar la siguiente fórmula:

P: presión sonora tomada en newton por metro cuadrado ( )

1.2.3 Nivel de presión sonora con ponderación A

La medida de ruido ambiental más simple y usado es el nivel de sonido con ponderación

A , expresada en dBA. La ponderación A asigna a cada frecuencia un peso que está

relacionado a la sensibilidad del oído a esa frecuencia.

Por ejemplo, en un medidor de nivel sonoro, la señal recibida se pasa a través de una red de filtrado con las características de frecuencia dBA, después se determina y despliega el nivel de la señal filtrada. El nivel de sonido con ponderación A , tiene un uso generalizado por que se obtiene a bajo costo.

1.2.4 Pérdida de transmisión

Es la perdida en el nivel de presión sonora cuando el sonido atraviesa una división. Este parámetro nos dice, de la energía incidente en un material que cantidad no fue transmitida al otro lado. Se expresa en decibeles.

Para la medición de este parámetro aplicamos el procedimiento

Si el TL de una pared es de 40dB, cuando recibe un sonido exterior de 70dB en el interior se atenúa a .

La pérdida de transmisión indica la capacidad de una pared para atenuar las ondas, la perdida de transmisión es una propiedad de la pared (depende de la frecuencia).

1.2.5 Criterios de Ruido, NC

Pretende relacionar el espectro de un ruido con la perturbación que se produce en la comunicación verbal, teniendo en cuenta los niveles de interferencia de la palabra y los niveles de sonoridad.

Este parámetro es usado para evaluar al ruido del fondo existente en un recinto, es decir, aquel que no es producido por los usuarios y actividades del mismo.

Tipo de recinto Nivel sonoro máximo dBA NC AUDITORIOS Y SALAS DE MÚSICA

Salas de conciertos u opera 35 25 Estudios para grabación sonora 35 25

Teatros 40 30

IGLESIAS Y ESCUELAS

Iglesias 35 30

Escuelas y bibliotecas 45 40

Laboratorios 50 45

Salas de recreo, vestíbulos y pasillos 55 50

HOSPITALES Y CLÍNICAS

Habitaciones privadas 40 35 Quirófanos y salas generales 45 40 Pasillos, vestíbulos y laboratorios 50 45 Lavabos y servicios 55 50

RESIDENCIAS

Unifamiliares en el campo 35 30 Unifamiliares en la ciudad 40 35

Apartamentos 45 40

RESTAURANTES Y CAFETERÍAS

Restaurantes y salas de fiesta 50 45

Cafeterías 55 50

TIENDAS Y ALMACENES

Grandes almacenes (plantas altas) 50 45 Grandes almacenes (planta principal) 55 50 Pequeñas tiendas y supermercados 55 50

SALAS DEPORTIVAS

Palacio de deportes 45 40 Boleras y gimnasios 50 45

Piscinas cubiertas 60 55

OFICINAS

Salas de conferencias 40 35

Despachos 45 40

Oficinas generales 50 45

Vestíbulos y pasillos 55 50

EDIFICIOS PÚBLICOS

Bibliotecas, museos y salas de juntas 45 40 Salas generales y vestíbulos 50 45 Lavabos y servicios 55 50

HOTELES

Habitaciones individuales y suites 45 40 Salas de baile y banquetes 45 40 Pasillos y vestíbulos 50 45 Garajes, cocinas y lavaderos 55 50 Salas de maquinas 80 -

La evaluación del grado de molestia que un determinado ruido ambiental provoca en el oyente se realiza por comparación de los niveles de ruido existentes en un recinto, en cada banda de octava comprendida entre 63Hz a 8K, con un conjunto de curvas de referencia denominadas NC (Noise Criteria).

Las curvas NC son utilizadas para establecer los niveles de ruido máximos recomendables para diferentes tipos de recinto en función de sus aplicaciones (salas de conferencia, teatros, salas e concierto, etc.).

Figura 1.12. Curva NC

1.2.6 Medición de aislamiento

Cuando se mide el aislamiento de un recinto se habla de niveles de presión sonora, es decir, cuantos dB se transmiten al otro lado de una división física, esta sea una pantalla o un encerramiento completo.

El coeficiente de transmisión del sonido se define como la fracción de energía incidente que es transmitida a través de una división física.

1.3 ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO

El objetivo del acondicionamiento en recintos es proporcionar la máxima acústica posible al mensaje sonoro emitido en una sala. Dicha calidad viene definida por distintos parámetros según sea el tipo de mensaje sonoro ya que no se exige lo mismo en la percepción de un mensaje oral que en la de uno musical.

acústica uniforme en todos los puntos del mismo considerando que sus propiedades acústicas se deben a las reflexiones de las ondas acústicas en todas las superficies limitantes, fijándose en que el tiempo de reverberación sea idóneo.

1.3.1 Tiempo de reverberación, RT

Para la caracterización de la acústica de un recinto se utiliza el tiempo de reverberación, que se define como el tiempo necesario para que el nivel de presión sonorase reduzca en 60dB, una vez extinguida la fuente sonora, es decir, es el tiempo que tarda en desaparecer el sonido, contando desde el momento en que cesa su emisión. Depende de las siguientes variables:

 Capacidad de absorción y/o transmisión sonora de los contornos del recinto (a mayor absorción, menor tiempo de reverberación).

 Frecuencia del sonido emitido (por que la absorción sonoraen los contornos es función de la frecuencia).

 Dimensiones del recinto: a mayores dimensiones, mayor distancia recorrida entre dos reflexiones sucesivas, es decir, mayor tiempo entre dos reducciones por absorción en contornos. Por tanto a mayor tamaño del recinto, mayor tiempo de reverberación.

La capacidad de absorción está dada por la siguiente ecuación:

= el coeficiente de absorción del material = es el área cubierta con dicho material en

La fórmula de Sabine para el cálculo del tiempo de reverberación tiene validez solo en las siguientes condiciones:

 Campo sonoro perfectamente difuso (distribución homogénea de la energía del recinto)

 Geometría regular de la sala  Coeficiente medio de absorción

El tiempo de reverberación viene dado por muchas fórmulas, pero la más usada es debido a Sabine:

…[Ec-7]

Dónde:

De ello se infiere que las salas de mayor tamaño tienden a ser las más reverberantes y que las instalaciones de superficies absorbentes disminuyen el tiempo de reverberación.

Se dice que un recinto es vivo si su tiempo de reverberación es grande (iglesias, naves industriales, etc.), y cuando un recinto es apagado o sordo en caso contrario (locutorio, estudio de grabación)

El cuadro muestra los factores que influyen en el tiempo de reverberación

Figura 1.13. Factores del tiempo de reverberación

1.3.2 Coeficiente de absorción

Las pérdidas de energía acústica en los materiales se pueden caracterizar mediante el coeficiente de absorción, entendiendo por tal la relación entre la energía sonora absorbida por un material y la energía sonora incidente sobre dicho material por unidad de superficie. El coeficiente de absorción de un material depende de la naturaleza del mismo, de la frecuencia de onda sonora y del ángulo con el que la onda incide sobre la superficie. Debido a que el coeficiente de absorción varia con la frecuencia, se suelen dar los mismos a la frecuencia de 150, 250, 500, 1000, 2000, 4000 (Hz).

1.3.3 Materiales Absorbentes

Los materiales absorbentes son aquellos con propiedades de absorción de sonido, sirven para la corrección acústica, en lugar de reflejar la onda sonora incidente absorben una gran parte de su energía y la transforman en calor por defecto de su porosidad.

Tienen la propiedad de absorber o reflejar una gran parte de la energía de las ondas sonoras que chocan contra ellos. Pueden emplearse para aislar o acondicionar acústicamente de diferentes maneras como:

1.- Estructuras para reducir la transmisión sonora 2.- Elementos para barreras y cerramientos 3.-Unidades suspendidas individuales

4.- Recubrimiento de paredes, suelos y techos.

superficies de paredes y techos, se pueden clasificar de diferentes formas dependiendo de las propiedades físicas y estructurales que se consideren.

1.3.4 Tipos de Materiales Absorbentes

 Materiales porosos: son de estructura granulada y fibrosa siendo importante el espesor de la capa y la distancia entre esta y la pared. El espesor del material de al menos 1,25cm se elige de acuerdo con el valor del coeficiente de absorción deseado, si es demasiado delgado se reduce el coeficiente de absorción a las bajas frecuencias, mientras que si es muy grueso resulta más caro.

 Materiales porosos rígidos: son materiales en forma de yesos absorbente con una estructura granulada o fibrosa, de tela o esterilla hecha de mineral orgánico o lana artificial o de loseta acústica y bloques comprimidos de fibra la adición de aglutinantes. Los yesos absorbentes son los más resistentes y se montan con facilidad en superficies preparadas.

Algunas características de los materiales porosos rígidos son:

 La capacidad de absorción disminuye con el espesor de la capa.

 Una disminución en el espesor o en la porosidad del material origina un cambio de la

absorción máxima hacia las altas frecuencias.

 El coeficiente de absorción disminuye a bajas frecuencias

 La presencia de un espacio de aire entre el material y la pared rígida origina un aumento de la absorción de las bajas frecuencias y un incremento en el espacio del aire se acompaña con un cambio de la absorción máxima hacia las frecuencias altas.

 Paneles metálicos perforados: Son de aluminio o chapa perforada, con un relleno de fibra mineral, siendo este relleno el elemento absorbente de unos 3cm de espesor con un sistema ignifuego. El relleno se coloca en el panel durante la instalación y se mantiene separado del mismo con una rejilla, con el fin de facilitar las operaciones de limpieza conservando su absorción.

Su aplicación es como techos acústicos suspendidos, por su facilidad y montaje y de coordinación con los sistemas aire/luz.

 Paneles rígidos: Tiene ventajas artísticas y de construcción frente a los materiales porosos, como son resistentes a los golpes, duración y barnizado. la absorción de cada elemento se determina mediante los datos de construcción, tales como el tipo de material distancia en la que está colocada la pared y forma de ensamblaje.

Los paneles rígidos se suelen emplear para corregir la absorción a bajas frecuencias, creando un campo sonoro más difuso.

 Materiales macizos: Estos materiales (hormigón, ladrillo, mármol, madera, etc.), son sólidos, es decir su impedancia acústica es mayor que la del aire. Algunos de estos materiales (madera y mármol) se utilizan tanto para las paredes como para revestimiento. Al aumentar la frecuencia disminuyen los coeficientes de reflexión de los materiales sólidos macizos debido a la rugosidad de su superficie y por consiguiente los coeficientes de absorción aumentan.

1.3.5 Tiempo óptimo de reverberación

1.14 Curvas del tiempo de reverberación

El valor óptimo del tiempo de reverberación depende del uso que tenga la sala. Si el tiempo de reverberación es largo, todos los sonidos individuales sonarán simultáneamente, por lo que debe conseguirse un compromiso entre aquellos valores que nos dan claridad por un lado y suficiente nivel sonoro por otro. En salas utilizadas para conferencias, la claridad es primordial, y deben situarse suficientes elementos absorbentes para disminuir el tiempo de reverberación lo más posible. En estos casos, si el nivel de intensidad es bajo, es mejor instalar amplificación eléctrica

Sin embargo, en el caso de salas dedicadas a escuchar música, puede alargarse el tiempo de reverberación, consiguiendo de esta forma una buena intensidad sonora.

1.4 DIFUSIÓN

Demasiada baja frecuencia de difusión, especialmente cuando se combina con un tiempo de reverberación de baja frecuencia hará que la habitación parezca retumbante. En habitaciones grandes con un muy largo tiempo de reverberación de baja frecuencia, a menudo es necesario filtrar el extremo inferior de la de refuerzo de sonido con el fin de evitar el enmascaramiento hacia arriba por el campo reverberante de baja frecuencia excesiva.

Cuando una superficie limitante (por lo general la pared posterior o paredes laterales ampliamente espaciadas) es una fuente de ecos y no puede ser reformada con un reflector útil, hay una elección de las medidas correctoras entre la fabricación de la superficie para absorción o difusión. Si el tiempo de reverberación no requiere reducción adicional, se puede usar una superficie difusora.

1.4.1 Las resonancias modales

El sonido en espacios cerrados se comporta fundamentalmente diferente al sonido en un campo abierto. En un campo abierto, el sonido sale de la fuente y se desplaza hacia el exterior sin obstáculos. Es fácil para determinar el nivel de presión acústica a cualquier distancia de la fuente.

En la mayoría delos espacios cerrados, el sonido de la fuente es reflejada por superficies límites tales como paredes, piso y techo. El nivel de presión acústica resultante en cualquier punto en el recinto es una combinación del sonido directo y el sonido reflejado. En particular, se establecen resonancias modales, el nivel de presión acústica será diferente en lugares de espacio cerrado y variará también de acuerdoa la frecuencia.

Estas frecuencias de resonancia y las variaciones que crean son una función de las dimensiones del espacio cerrado. Del mismo modo, estas resonancias crean frecuencias en las que se disminuye la energía.

1.4.2 Resonancia entre 2 muros

La figura1.15 muestra dos paredes reflectantes paralelas de extensión infinita. Cuando un ruido radiante de altavoz excita el espacio entre las paredes, este sistema de pared-aire-pared exhibe una resonancia a una frecuencia de f1 = 1130 / 2L o 565 / L, cuando L = la distancia en metros entre las dos paredes 1130 y la velocidad del sonido en pies / seg.

La frecuencia fundamental f1 es considerada una frecuencia natural del espacio entre las paredes reflectantes, y que se acompaña por una serie de modos de cada uno de los cuales también exhibe resonancia. Así, resonancias similares ocurren a 2f1, 3f1, 4f1a través del espectro.

Figura 1.15 El espacio entre las dos paredes reflectantes paralelas, se puede considerar como un sistema resonante con una frecuencia de resonancia de f1 = 1130 / 2L.

Figura1.16 Visualización de los modos de salas axiales, tangenciales y oblicuas utilizando el concepto rayo.

1.4.3 Regiones de frecuencia

El espectro audible es muy amplio cuando se ve en términos de longitud de onda. A los 16 Hz, considerado el límite de baja frecuencia del oído humano promedio, la longitud de onda es de 1130/16 = 70,6 ft En el límite superior de la audiencia, El comportamiento del sonido se ve muy afectada por la longitud de onda del sonido en comparación con el tamaño de los objetos encontrados.

Al considerar la acústica de salas pequeñas, el espectro audible puede ser arbitrariamente dividido en cuatro regiones: A, B, C, y D, como se muestra en la figura. 1.16. Tamaño de la habitación determina el espectro audible que se divide para el análisis acústico. Las habitaciones son muy pequeñas, con muy pocas resonancias modales demasiado separados, se caracterizan por el dominio de un gran tramo del espectro audible de las resonancias modales.

Región A es la región de muy baja frecuencia por debajo de una frecuencia de 1130/2L o 565 / L, donde L es la dimensión más larga de la habitación. Por debajo de la frecuencia de este modo axial más bajo, no hay soporte de resonancia para el sonido en la habitación. Esto no quiere decir que tal sonido de muy baja frecuencia que no puede existir en la habitación, sólo que no es impulsado por resonancias de la sala porque no hay ninguno en la región.

Región B es la región en la que las dimensiones de la habitación son comparables a la longitud de onda del sonido que se considera. Es limitado en el extremo de baja frecuencia por el modo axial baja, 565 / L. El límite superior no está definido, pero una aproximación está dada por lo que se ha llamado el punto de corte o frecuencia de corte dada por la ecuación:

Donde

F2 = corte o frecuencia de cruce, Hz

RT60 = tiempo de reverberación de la sala, seg V = volumen de la sala, ft3

Región C es una región de transición entre la región B, en la que se deben utilizar de onda acústica, y la región D en la que la acústica de rayos son válidos. Es limitado en el extremo de baja frecuencia alrededor de la frecuencia de corte F2 y en el extremo superior aproximadamente en F3 = 4F2.

Región D describe el área espectral por encima de F3 que cubre las frecuencias audibles más altas con longitudes de onda corta; se aplican acústica geométrica. Las reflexiones especulares (ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión) y el enfoque de rayos sonido a la acústica prevalecen. En esta región enfoques estadísticos son generalmente posibles.

1.4.4 Ecuación de Modo para una habitación.

Una solución de la ecuación de onda se puede utilizar para el cálculo de las frecuencias de los modos de habitación para un recinto rectangular. La geometría utilizada se muestra en la figura 1.17, que se ajusta a lo familiar, mutuamente perpendiculares x, y, z las coordenadas de un espacio tridimensional a una habitación. Por conveniencia, se coloca la dimensión más larga L (longitud de la habitación) en el eje x, la siguiente dimensión más larga W (anchura) se coloca en el eje y, y la más pequeña dimensión H (altura) en el eje z. El objetivo es calcular las frecuencias permisibles correspondientes a los modos de un recinto rectangular. Utilizamos la ecuación de modo de sala de primera declarado por Rayleigh:

Donde

L, W, H = longitud habitación, ancho y alto, pies o metros p, q, r = números enteros 0, 1, 2, 3,. . .

c = velocidad del sonido, 1130 pies / seg o 344 m / seg

Figura 1.18 Orientación de sala una rectangular de longitud L, anchura W, y altura H.

La ecuación (Ec-9) da la frecuencia de cada modo axial, tangencial, y oblicua de una sala rectangular. Los enteros p, q y r son las únicas variables vez L, W y H se fijan para un sitio dado. Modos de habitaciones son posibles sólo cuando p, q, y r son números enteros (o cero) porque esta es la condición que crea una onda estacionaria.

Estos números enteros sirven para identificar el modo como axial, tangencial, u oblicua, y también identificar la frecuencia de un modo dado. Un modo axial tiene dos términos cero, tales como (1, 0, 0) o (0, 0, 3); un modo tangencial tiene un término cero, tales como (1, 1, 0) o (0, 3, 3); un modo oblicuo no tiene cero términos tales como (1, 1, 1) o (3, 3, 3). Por otra parte, el número indica el modo de frecuencia múltiple.

1.4.5 Forma óptima de la habitación

La Geometría de la habitación afecta en gran medida el rendimiento acústico. La popularidad de las salas rectangulares es en gran parte debido a la economía de la construcción, pero la geometría tiene ventajas acústicas. Los modos axiales, tangenciales, y oblicua se pueden calcular con poco esfuerzo y su distribución estudiados. Para una primera aproximación, un buen enfoque es considerar sólo los modos axiales más dominantes. Modos degenerados pueden ser identificados y otros fallos de las habitaciones revelaron.

Cuando se están elaborando planes para una sala, se debe comenzar con las proporciones de las habitaciones básicas. Existe una gama de proporciones de las habitaciones que producen características de la habitación sin problemas a bajas frecuencias en pequeñas habitaciones rectangulares. 2:3:5, la proporción de Volkmann se utiliza a veces. Boner sugirió 1: (o 1:1.26:1.59) que da la proporción óptima.

gráfico de dimensiones proporcionales para conseguir una distribución uniforme de las frecuencias modales de una habitación, este grafico se representa en la figura 1.19.

La mayor parte de las relaciones de caer sobre o muy cerca de la "zona de Bolt.",

sugeriría que una proporción que cae en la zona de Bolt proporcionaría una calidad a la

habitación de baja frecuencia aceptable en lo que se refiere a la distribución de frecuencias de modo axial. Sin embargo, sobre todo, con habitaciones pequeñas, donde la respuesta modal satisfactorio es el más difícil, cualquier relación de propuesta debe ser probado. El rango de frecuencia de validez de la especificación del Bolt varía con el volumen de la sala.

Tabla 1.19 Distribución de las dimensiones de las habitaciones en un modo favorable.

Figura 1.20 Gráfico de las proporciones dimensionales para conseguir una distribución uniforme de las frecuencias modales de una habitación "zona de Bolt."

Los modos resultantes de la relaciones de dimensión de habitaciones se representan con las letras de la A a H se muestran en la Tabla 1.20. Degeneraciones, o coincidencias de modos, son un problema potencial y que se identifican por el "2" o "3" superíndices por encima de ellos para indicar el número de resonancias coincidentes. Modos muy próximos entre sí, a pesar de que en realidad no coinciden, también pueden presentar problemas.

Author Helgth Winth Length In Bolt´s Ranger?

Sepmeyer

A 1.00 1.14 1.39 NO B 1.00 1.28 1.54 SI C 1.00 1.60 2.33 SI

Louden (3best ratios)

D 1.00 1.4 1.9 SI E 1.00 1.3 1.9 NO F 1.00 1.5 2.5 SI

Volkmann G 1.00 1.5 2.5 SI

Figura 1.21 Gráfico de las dimensionales para lograr una distribución uniforme de las frecuencias modales de una habitación, las letras se refieren a la Tabla 1.19.

Al elegir dimensiones de la sala, el objetivo principal es evitar coincidencias de los modos axiales.

1.4.6 Superficies curvas

Las superficies curvas convexas con radios de largo y acordes (> 2 longitudes de onda) se pueden usar como reflectores de gran angular, tal como se muestra enla figura siguiente.

Este tipo de reflexiones de gran ángulo son de limitada plenitud su uso en salas para el habla. Las reflexiones (por lo tanto, energía) de una superficie convexa de tamaño acorde equivalente que el nivel de presión sonora de la reflexión es menor-más como un reflejo difuso. Se trata de las cualidades difusoras de curvas convexas que los hacen importante en habitaciones para la música.

Una superficie cóncava es una responsabilidad acústica, ya que se centra las reflexiones del sonido provocando puntos calientes y a veces intensa superficie cóncava.

CAPÍTULO 2: ANÁLISIS DEL RECINTO

2.1 CONDICIONES INICIALES

2.1.1 Ubicación del salón

El salón COCO BONGO se encuentra ubicado en Av. de los maestros # 206 Col. Capulín la Soledad, Naucalpan, Estado de México.

Figura 2.1. Fachada del salón

Figura 2.3. Ubicación del salón en acercamiento

2.1.2 Colindancias

Figura 2.4. Colindancia este, oeste

Figura2.6. Colindancia sur

2.1.3 Uso del salón

El principal uso que se le da a este salón es para la realización de eventos sociales como:

Bodas XV años Bautizos

Comuniones, confirmaciones, entre otras.

2.1.4 Materiales del salón

Los materiales que constituyen a este salón son:

Las paredes son de ladrillo con aplanado de yeso.

Lámina galvanizada para el techo.

Figura 2.8. Techo

Suelo de terrazo, para el suelo

2.1.5 Dimensiones (plano

Figura 2.10 Vista de planta Muro Sur

Muro Este

Muro Oeste

Muro Norte

Sanitarios Mujeres

Cocina y Almacé

Tabla 2.1. Dimensiones del salón

Volumen

1860.70885

Área de Techo

329.329

Área del Suelo

329.329

Área muro A

80.795

Área muro B

130.1195

Área muro C

130.1195

Área muro D

42.0925

Área Total de

Muros

383.1265

2.1.6 Análisis de ruido del recinto en condiciones actuales

Para medir el ruido existente dentro del recinto se tomó en cuenta la referencias de la norma oficial mexicana NOM-081-ECOL-1994 [APÉNDICE A], establece los límites máximos permitidos para la emisión de ruido y determina el nivel de ruido emitido hacia el ambiente.

Para obtener el nivel de ruido que se encuentra en el interior y exterior del recinto se midió el nivel de presión acústica con el analizador de espectro (PHONIC PAA3), véase en la figura 2.14 y en él [APÉNDICE B].

Se obtuvieron medidas de nuestra fuente fija tomando 5 puntos de medición, estos puntos fueron las zonas críticas en el interior del recinto las cuales se indican en la figura 2.15.

Figura 2.15. Puntos de medición del nivel de ruido en el interior del recinto

Muro Sur

Muro Norte

Punto 2 Punto 1

Punto 5

Muro Oeste

Punto 4

Muro Este

El ruido generado en el exterior del recinto se midió en los puntos que se muestra en la figura 2.16.

Punto 1

Muro Oeste Muro Este

Muro Norte

Muro Sur

Punto 2

Los niveles de ruido obtenidos correspondientes a cada punto son los siguientes:

Puntos en el exterior:

Tabla 2.2. Valores de los puntos en el exterior

Punto 1 Avenida Punto 2 Avenida

96.5 dB 88.1dB

Puntos en el interior (vacío)

Tabla 2.3. Niveles de ruido de los puntos en el interior (vacío)

Frecuencia

(Hz) Punto 1 (dB) Punto 2 (dB) Punto 3 (dB) Punto 4 (dB) Punto 5 (dB)

31.5Hz 65.23 60.10 62.06 65.17 60.09

63Hz 60.12 56.26 61.81 68.65 62.64

125Hz 72.69 64.26 69.84 62.97 63.14

250Hz 75 66.39 64.75 61.40 65.75

500Hz 69.39 60.84 54.18 60.71 55.16

1KHz 66.91 54.56 54.93 57.21 55.27

2KHz 62.84 50.51 49.45 54.60 55.02

4KHz 55.32 44.47 43.63 44.06 43.26

8KHz 55.40 43.43 30.20 43.63 37.40

16KHz 47.12 40.28 4.77 4.77 28.20

Se realizó un promedio de los 5 puntos en el interior, de acuerdo a los valores obtenidos cuando el salón estaba vacío, para obtener el nivel equivalente de los 5 puntos de medición y así poder compararlos con la curva del criterio NC elegido.

Tabla 2.4. Niveles de ruido equivalentes de los puntos en el interior (vacío)

Frecuencia (Hz) Promedio

31.5Hz 63.13

63Hz 63.84

125Hz 68.44

250Hz 69.45

500Hz 63.68

1KHz 61.05

2KHz 57.37

4KHz 49.42

Puntos en el interior (en uso)

Tabla 2.5. Niveles de ruido de los puntos en el interior (en uso)

Frecuencia

(Hz) Punto 1 (dB) Punto 2 (dB) Punto 3 (dB) Punto 4 (dB) Punto 5 (dB)

31.5Hz 74.32 79.20 82.22 80.29 84.12

63Hz 97.93 100.81 100.60 100.39 104.20

125Hz 90.57 96.84 95.15 96.22 99.13

250Hz 97.30 95.20 96.41 93.15 92.43

500Hz 94.83 92.25 97.32 96.75 95.51

1KHz 88.20 93.79 97.28 95.48 92

2KHz 84.08 84.54 91.39 86.72 84.38

4KHz 76.10 84.63 85.23 80.95 84.27

8KHz 83.88 82.61 79.68 78.51 86.59

16KHz 56.13 56.60 52.02 60.69 67.62

Se realizó un promedio de los niveles de ruido de los 5 puntos en el interior, de acuerdo a los valores obtenidos cuando el salón estaba en uso para obtener el nivel equivalente de los 5 puntos de medición y así poder compararlos con la curva del criterio NC elegido.

Tabla 2.6. Niveles de ruido equivalentes de los puntos en el interior (en uso)

Frecuencia (Hz) Promedio

31.5Hz 81.07

63Hz 101.27

125Hz 96.12

250Hz 92.54

500Hz 93.22

1KHz 94.31

2KHz 87.26

4KHz 83.24

8KHz 83.20

Con las mediciones obtenidas se observó que el ruido que afecta al confort acústico, es principalmente el ruido generado en el interior del recinto, cuando se mide el nivel de ruido total en los 5 puntos en el interior del recinto uno sobre pasa de los 100dB y otros están en el rango de los 90dB y 80 dB, en el exterior los niveles están por debajo de 100 dB.

En el capítulo 1 en el punto 1.2.5 se describe el criterio de ruido NC. Los máximos niveles admitidos de ruido, se dan con los diferentes índices de valoración existentes, estos pueden ser en dBA o en función de los criterios. Al analizar el problema de ruido en el recinto seleccionamos el criterio NC (Noise Criteria), las curvas de categorización de este criterio sirven como referencia para determinan los valores máximos de ruido permitidos para nuestro recinto [Apéndice C].

Tabla 2.7. Los intervalos de las curvas a utilizar [APÉNDICE C]

Tipo de Recinto

NC

dBA

Salas de fiestas

35-45

40-50

De acuerdo al intervalo recomendado para el criterio NC, se utilizará la curva de categorización NC= 45 que es el nivel más alto, los valores obtenidos de nivel de ruido tiene que estar por debajo de esta curva.

Los valores de la curva NC obtenidos son los siguientes:

Tabla 2.8. Valores obtenidos de la curva NC-45

Frecuencia (Hz) 31.5Hz 63 Hz 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1KHz 2 KHz 4 KHz 8 KHz

NC 45

₇₂

₆₇

₆₀

₅₄

₄₉

₄₆

₄₄

₄₃

₄₂

2.1.7 Tiempo de reverberación

Para realizar el análisis de acondicionamiento acústico, se analizaron las condiciones acústicas del recinto.

Para obtener el tiempo de reverberación se utiliza de la ecuación mencionada en el punto 1.3.1de Sabine, la cual nos dice:

…[Ec

- 7]

Dónde:

V = Volumen del recinto A = absorción total del recinto

La capacidad de absorción está dada por la siguiente ecuación:

Ec-6

Dónde:

= Representa el coeficiente de absorción

= Representa la superficie correspondiente de cada material.

A través de la ecuación 5 se obtuvieron los tiempos de reverberación para cada una de las frecuencias dadas (125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz y 4KHz) con los materiales actuales del salón y de igual manera se pueden obtener los gráficos correspondientes.

De acuerdo a la ecuación de Sabine se consideraron los siguientes parámetros y se tomaron en cuenta los coeficientes de absorción de los diferentes materiales con los que está construido el salón [Apéndice D].

Tabla 2.9. Coeficiente de absorción de los materiales actuales

Frecuencia (Hz)

125Hz

250Hz

500Hz

1KHz

2KHz

4KHz

Pared con yeso

Techo Acero

Piso Terrazo

Público en

asientos tapizados

El tiempo de reverberación se calculó para cada frecuencia por banda de octava dada (125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz y 4KHz), este se obtuvo a partir de la multiplicación de las dimensiones del salón por el coeficiente de absorción de cada material, se suman todos los valores en cada frecuencia y se aplica la ecuación de Sabine para obtener así el tiempo de reverberación.

Las gráficas obtenidas en condiciones iniciales se realizaron para una capacidad entre 250 y 300 personas, ya que es la mínima y máxima capacidad que pide el salón para realizar un evento.

Tabla 2.10. Tiempo de reverberación calculado a 250 personas

Frecuencia 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz

Pared con yeso _{0.013 0.015 0.02 0.03 0.04 0.05} 383.1265 _{4.98 s 5.75 s 7.66 s 11.49 s 15.33 s 19.16s}

Techo Acero 0.05 0.1 0.1 0.1 0.07 0.02

329.329 16.47 s 32.93 s 32.93 s 32.93 s 23.05 s 6.59 s

Piso Terrazo 0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02

329.329 3.29 s 3.29 s 4.94 s 6.59 s 6.59 s 6.59 s

Público en asientos tapizados _{0.27 0.4 0.56 0.65 0.64 0.56} 250 67.5 s 100 s 140 s 162.5 s 160 s 140 s

Pasillo 13.69 s 14.96 s 15.52s 16.67 s 15.86 s 13.91 s

Suma 105.93 s 156.94 s 201.05 s 230.18 s 220.82 s 186.24 s

Gráfica 2.1. Tiempo de reverberación calculado a 250 personas

Tabla 2.11. Tiempo de reverberación calculado a 300 personas

Frecuencia 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz

Pared con yeso _{0.013 0.015 0.02 0.03 0.04 0.05} 383.1265 _{4.98 s 5.75 s 7.66 s 11.49 s 15.33 s 19.16 s}

Techo Acero 0.05 0.1 0.1 0.1 0.07 0.02

329.329 16.47 s 32.93 s 32.93 s 32.93 s 23.05 s 6.59 s

Piso Terrazo 0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02

329.329 3.29 s 3.29 s 4.94 s 6.59 s 6.59 s 6.59 s

Público en asientos tapizados _{0.27 0.4 0.56 0.65 0.64 0.56} 300 81 s 120 s 168 s 195 s 192 s 168 s

Chipote 13.69 s 14.96 s 15.52 s 16.67 s 15.86 13.91 s

Suma 119.43 s 176.94 s 229.05 s 262.68 s 252.82 214.24 s

Gráfica 2.2. Tiempo de reverberación calculado a 300 personas

2.1.8 Tiempo de reverberación óptimo

Para el cálculo del tiempo de reverberación óptimo se toman en cuenta varios factores:

1.- Se busca la gráfica de la curva del tiempo de reverberación óptimo, más aproximada al recinto utilizado [Fundamentos de acústica – Lawrence E. Kinsler]. Para sacar el valor

correspondiente se toma en cuenta el volumen del recinto en . Cabe señalar que este

valor solo es para el tiempo de reverberación a 500Hz.

En este caso se toma la curva número 5, ya que corresponde a salas de baile y es una aproximación al tipo de recinto utilizado.

La figura 2.17 representa la variación del tiempo de reverberación con el volumen en recintos considerados con buena acústica: 1) música religiosa; 2) salas de música de orquesta; 3) salas de música ligera; 4) estudios de concierto;

5) salas de baile

Figura 2.17. Tiempo de reverberación de acuerdo al volumen del recinto

2.-Obtenido el tiempo de reverberación óptimo a 500Hz, se procede a obtener el tiempo de reverberación óptimo para las frecuencias por bandas de octavas restantes (125Hz, 250Hz, 1KHz, 2KHz y 4KHz), para ello es necesario utilizar la siguiente fórmula:

TR=T.R.Op500Hz*K=(s

K se obtiene con la referencia de Kinsler, en este caso se utilizó la línea de música.

Tabla 2.12. Valores para K obtenidos de la curva de música

Frecuencias (Hz)

T/

125 Hz 1.45

250 Hz 1.15

500 Hz 1

1KHz 0.95

2KHz 0.85

4KHz 0.80

Con los valores se procede a calcular los tiempos de reverberación óptimos para las frecuencias restantes.

Tiempo de reverberación óptimo a 500Hz=1.2(s)

TR=TR

*K=(s)

TR125Hz=1.20*1.45=1.74(s)

TR250Hz=1.20*1.15=1.38(s)

TR500Hz=1.20(s)

TR1KHz=1.20*0.94=1.128(s)

TR2KHz=1.20*0.85=1.02(s)

TR4KHz=1.20*0.80=0.96(s)

Tabla 2.13. Tiempo de reverberación óptimo

Frecuencias (Hz) 125 Hz 250 Hz 500Hz 1KHz

2KHz

4KHz

T.R Óptimo

1.74

1.38

1.20

1.128

1.02

0.96

3.-Una vez obtenidos los tiempos de reverberación óptimos para cada frecuencia, se obtienen según Sabine los límites de tolerancia de +10% y -10%.

Tabla 2.14. Tiempos de reverberación óptimos con sus referencias de ±10%

Gráfica 2.3. Tiempo de reverberación óptimo con sus referencias ±10%.

2.1.9 Difusión

En el recinto el sonido de la fuente es reflejado por superficies límites tales como paredes, piso y techo. El nivel de presión acústica resultante en cualquier punto en el recinto es una combinación del sonido directo y el sonido reflejado.

Al establecer resonancias modales, el nivel de presión acústica será diferente en cualquier lugar del recinto, este variará de acuerdo a la frecuencia. Estas frecuencias de resonancia y las variaciones que crean son una función de las dimensiones del espacio cerrado.

Para calcular las frecuencias de resonancia de los modos del recinto utilizamos la ecuación 9.

…

L, W, H = longitud habitación, ancho y alto, pies o metros p, q, r = números enteros 0, 1, 2, 3,. . .

c = velocidad del sonido, 1130 pies / seg o 343 m / seg

h

Para facilitar el cálculo de las frecuencias de resonancia de los modos utilizamos el

programa Room modes calculator

[http://www.sengpielaudio.com/calculator-roommodes.htm], el cual nos arrojo los valores de los 3 tipos de modos de un recinto (axial, tangencial y oblicuo), a continuación se muestran las tablas con los valores de las frecuencias de resonancia de cada modo.

Modos axiales - Involucran a dos superficies paralelas (paredes paralelas opuestas, o el suelo y el techo), estos son los modos más fuertes. Siempre hay una presión máxima de sonido en las paredes.

Tabla2.15 Frecuencia de modos axiales

7.45 Hz 11.99 Hz 30.35 Hz 14.89 Hz 23.99 Hz 60.71 Hz 22.34 Hz 35.98 Hz 91.06 Hz 29.79 Hz 47.97 Hz 121.42 Hz 37.23 Hz 59.97 Hz 151.77 Hz 44.68 Hz 71.96 Hz 182.12 Hz 52.13 Hz 83.95 Hz 212.48 Hz 59.57 Hz 95.57 Hz 242.83 Hz 67.02 Hz 107.94 Hz 273.19 Hz

Modos tangenciales _–Involucran a dos conjuntos de superficies paralelas (las cuatro paredes, o dos paredes del techo y el piso), estos son la mitad de fuerte (energía) como los modos axiales (-3 dB). Siempre hay presión máxima de sonido en las paredes.

Tabla 2.16 Frecuencias de modos tangenciales

14.12 Hz 31.25 Hz 32.64 Hz 28.23 Hz 62.51 Hz 65.27 Hz 42.35 Hz 93.76 Hz 97.91 Hz 56.47 Hz 125.02 Hz 130.55 Hz 70.58 Hz 156.27 Hz 163.19 Hz 84.70 Hz 187.52 Hz 195.82 Hz 98.82 Hz 218.78 Hz 228.46 Hz 112.94 Hz 250.03 Hz 261.10 Hz 127.05 Hz 281.29 Hz 293.74 Hz

Gráfica 2.5. Frecuencias de modos tangenciales

Tabla 2.17 Frecuencias de modos oblicuos

33.48 Hz 66.95 Hz 100.43 Hz 133.90 Hz 167.38 Hz 200.86 Hz 234.33 Hz 267.81 Hz 301.29 Hz

Gráfica 2.6. Frecuencias de modos oblicuos

2.1.9.1 Estándar de Bolt

Se utilizó el gráfico de Bolt donde se muestran las dimensiones proporcionales para conseguir una distribución uniforme de las frecuencias modales de un recinto. El rango de frecuencia de validez de la especificación de Bolt varía con el volumen del recinto.

Se tienen por dimensiones:

H=4.65 ya que al acondicionar que puso un plafón de yeso a 1m debajo de la altura actual.

L=23.03 W=14.30

Si 4.65=1, entonces se tiene que L= 4.95

Con los valores obtenidos nos dar cuenta que nuestro recinto no tiene las dimensiones proporcionales para conseguir una uniforme distribución de frecuencias modales, ya que los valores están muy por de fuera de la zona de Bolt.

Gráfica 2.7. Dimensiones proporcionales del recinto en base a la gráfica de Bolt

Dimensiones del salón para: L= 4.95

2.2 COMPARATIVA DE LAS CONDICIONES INICIALES CON LAS

DE REFERENCIA

2.2.1 Comparación de los niveles de ruido equivalentes y recomendados

por la curva NC-45.

Tabla 2.18. Comparación de los niveles de ruido obtenidos de curva NC-45 y los niveles de ruido equivalentes en el interior (en uso y sin uso).

Frecuencia (Hz)

NC 45

72

67

60

54

49

46

44

43

42

Valores obtenidos

(en uso) dB 81.07 101.27 96.12 92.54 93.22 94.31 87.26 83.24 83.20 Valores obtenidos

(sin uso) dB 63.13 63.84 68.44 69.45 63.68 61.05 57.37 49.42 49.01

Gráfica 2.8. Comparación de la curva NC- 45, con los valores obtenidos (en uso y sin uso).

De acuerdo a la gráfica 2.8 se aprecia que el recinto requiere de un aislamiento acústico; no se cumplen las condiciones que establece el criterio utilizado para las zonas críticas analizadas, por lo cual los niveles de presión acústica emitidos por la fuentes fija afectan al exterior de recinto debido a que están muy por arriba de los límites del criterio NC-45. Por lo que se busca y se selecciona los materiales correspondientes para el mismo.

2.2.2 Comparación del tiempo de reverberación en condiciones iníciales

con el tiempo de reverberación óptimo

Gráfica 2.9. Comparativa entre el óptimo y el calculado en condiciones actuales (250 personas)

De acuerdo a la gráfica 2.9 se observa que el recinto presenta una gran problemática, el tiempo de reverberación se encuentra muy elevado en comparación al tiempo de reverberación óptimo. Por los cual queda evidente que nuestro recinto requiere un acondicionamiento acústico.

Gráfica 2.10 Comparativa entre el óptimo y el calculado en condiciones actuales (300 personas)

Seg

En la gráfica 2.10 se observan las frecuencias de 500Hz y 1Khz de la curva del tiempo de reverberación están dentro de la curva del tiempo de reverberación optimo y de los limites de ±10%, pero las frecuencias restantes de la curva del tiempo de reverberación está muy por arriba de la curva del tiempo de reverberación óptimo y de los límites de ±10%. Esto significa que cuando el salón esta en uso y tiene 300 personas hay frecuencias donde hay un buen acondicionamiento acústico, pero en otras no lo hay, por lo que nuevamente comprobamos que nuestro recinto necesita un acondicionamiento acústico.

2.2.3 Comparación de la de los modos axiales, tangenciales y oblicuos

Para obtener la comparaciones de los modos, se juntaron las 3 gráficas obtenías en las gráficas 2.4, 2.5 y 2.6.

Gráfica 2.11. Comparativa de los 3 modos

Se observa en la grafica 2.11 que el recinto tiene un problema de resonancia en bajas frecuencias, los modos axiales, tangenciales y oblicuos que están casi juntos.

2.2.4 Comparación del estándar de Bolt, con los valores de las

dimensiones del recinto

De acuerdo a la gráfica 2.7 se comparó las dimensiones del recinto con la gráfica de Bolt, se observa que efectivamente el recinto tiene un problema con las dimensiones, ya que no es proporcional y no cuenta con una buena distribución de frecuencias modales.

Aquí no habría una propuesta para la solución del problema, porque las dimensiones del salón se encuentran ya fijadas por el propietario. Solo queda atacar el problema desde diferentes puntos y una alternativa es el uso de difusores.

CAPÍTULO 3: SOLUCIÓN DEL PROBLEMA

3.1 Propuesta de aislamiento al ruido

La propuesta de aislamiento acústico se realiza a partir de la curva de referencia (NC-45) y con los diferentes puntos de medición, en este caso nuestras zonas críticas del recinto.

Para obtener la perdida por transmisión requerida TL en [dB] por cada banda de octava se utiliza la ecuación 3.

Dónde:

TL = pérdida por transmisión

Lp1 = nivel de presión acústica promedio en el recinto fuente Lp2 = nivel de presión acústica promedio en el recinto receptor S = área total de la división constructiva

A = área de absorción equivalente en el recinto receptor

Lp1 corresponde a los valores de la Tabla 2.6, Lp2 son los valores máximos de presión acústica que nos proporciona la curva NC-45 indicados en la Tabla 2.8.

Los valores obtenidos a partir de la ecuación 3, se muestran en la tabla 3.1, estos valores son la base para designar la propuesta de los nuevos materiales.

Tabla 3.1. TL (dB) necesario

Frecuencia

125Hz

250 Hz

500 Hz

1KHz

2KHz

4KHz

TL necesario

49.13

42.86

47.02

51.11

44.97

41.29

pared muro A

TL necesario

46.12

55.53

58.20

60.53

54.23

50.24

pared muro B

TL necesario

46.12

55.53

58.20

60.53

54.23

50.24

pared muro C

TL necesario

38.87

41.64

47.23

51.23

46.09

42.99

pared muro D

Después de haber obtenido los valores de la tabla 3.1 se seleccionan los materiales más apropiados para el aislamiento acústico.

Tabla 3.2. Propuesta de Materiales para la TL (dB)

MATERIALES PROPUESTOS

Frecuencia Hz

125Hz 250Hz 500Hz 1KHz

2KHz

4KHz

Bloque hormigón + placa yeso 66 68 64 70 83 90

Placa de yeso + fibra de vidrio 35 47 57 59 66 61

Madera + fibrade madera 48 49 50 54 58 75

Puerta 36 39 44 49 54 57

Con los valores de las Tabla 3.2 se determina la pérdida por transmisión compuesta

de los muros correspondientes al recinto, los valores de la tabla se sustituirán en la ecuación 11.

…[Ec-11]

Dónde:

TLc = pérdida por transmisión compuesta

A = S = A1 + A2 +… + An = área total de la pared

Ai = áreas que componen la división constructiva bajo análisis TLi = pérdida por transmisión de los materiales de cada área

Los valores obtenidos para la pérdida por transmisión compuesta se muestran en la tabla 3.3.

Tabla 3.3. TLc (dB) perdida por transmisión compuesta

Frecuencia

125Hz

250Hz

500Hz

1KHz

2KHz

4KHz

TLc

51.01

47.89

53.01

55.82

60.37

78.01

(Muro A) TLc

66.00

68.00

64.00

70.00

83.00

90.00

(Muro B) TLc

66.00

68.00

64.00

70.00

83.00

90.00

(Muro C) TLc

39.19

42.19

47.15

52.16

57.19

60.19

( Muro D)

Con los valores propuestos para la pérdida por transmisión compuesta se puede calcular el nivel de presión acústica esperado Lp2 y podremos observar si se cumple con la curva NC-45 de referencia.

Para obtener el nivel de presión acústica promedio esperado dentro del recinto, se despeja a Lp2 de la Ec.3, TL es el del material propuesto.

Dónde:

TL = pérdida por transmisión del material propuesto

Lp1 = nivel de presión acústica promedio en el recinto fuente

Lp2 = nivel de presión acústica promedio esperado en el recinto receptor S = área total de la división constructiva

A = área de absorción equivalente en el recinto receptor

Los valores obtenidos para son los niveles promedio esperados para el recinto y se

muestran en la tabla 3.4.

Tabla 3.4. Lp2 niveles promedio esperados para el recinto

Frecuencia

125Hz

250Hz

500Hz

1KHz

2KHz

4KHz

Lp2 (Muro A)

_58.12

_48.97

_43.01

_41.29

_28.60

_6.28

Lp2 (Muro B)

_40.12

_41.53

_43.20

_36.53

_15.23

_3.24

Lp2 (Muro C)

_40.12

_41.53

_43.20

_36.53

_15.23

_3.24

Lp2 (Muro D)

_59.68

_53.45

_49.08

_45.07

_32.90

_25.79

En la grafica 3.1 se muestra la comparación de nuestra curva de referencia bajo el criterio de NC-45 y el esperado para el recinto.

Gráfica 3.1. Comparación de NC-45 con

En la gráfica 3.1 se observa que con la nueva propuesta de materiales para muros se soluciono el problema de aislamiento acústico, ya que los niveles de ruido están por debajo de la curva de referencia.

3.2 Propuesta de materiales para el acondicionamiento acústico.

De acuerdo a los resultados de las gráficas 2.9 y 2.10, se proponen nuevos materiales para obtener un buen acondicionamiento acústico, con una capacidad para 250 y 300 personas, este es el promedio de ocupabilidad para el uso constante del salón.

Tabla 3.5. Coeficiente de absorción de los materiales propuestos

De igual manera con la propuesta de los nuevos materiales, tanto para muros, techo y piso se calcula el tiempo de reverberación para cumplir con el tiempo de reverberación óptimo que se analiza en las gráfica 2.3.

Tabla 3.6. Tiempo de reverberación propuesto a 250 personas

Después de una larga y excesiva combinación de materiales se observan los resultados en la gráfica 3.2.

Frecuencia

125Hz 250Hz 500Hz 1KHz

2KHz 4KHz

Hormigón pintado 0.1 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Fibra de madera 0.1 0.19 0.4 0.3 0.55 0.77

Fibra de vidrio - 0.55 0.65 0.75 0.8 0.8

Techo panel de yeso 0.11 0.11 0.05 0.06 0.04 0.05

Piso mármol 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

Público en asientos tapizados 0.27 0.4 0.56 0.65 0.64 0.56

Frecuencia 125Hz 250Hz 500Hz 1KHz 2KHz 4KHz Hormigón pintado 0.1 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

302.33215 30.23 6.05 12.09 18.14 24.19 30.23

fibra de madera 0.1 0.19 0.4 0.3 0.55 0.77 40.3975 4.04 7.68 16.16 12.12 22.22 31.11

TECHO PANEL DE YESO 0.11 0.11 0.05 0.06 0.04 0.05 329.329 36.23 36.23 16.47 19.76 13.17 16.47

Fibra de vidrio - 0.55 0.65 0.75 0.8 0.8 40.3975 22.22 26.26 30.30 32.32 32.32

PISO MARMOL 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 329.329 3.29 3.29 3.29 3.29 6.59 6.59

Público en asientos tapizados 0.27 0.4 0.56 0.65 0.64 0.56 250 personas 67.50 100.00 140.00 162.50 160.00 140.00

Pasillo 27.53 18.88 16.48 18.43 19.64 24.86