ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROPUESTA DE UN AISLAMIENTO ACÚSTICO DE
UNA RECÁMARA EN UNA CASA HABITACIÓN
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTA:
LUIS MANUEL ROMERO BRAVO
ASESORES:
ING. ILHUICAMINA T. SERVÍN RIVAS
M.V.Z. FRANCISCO SÁNCHEZ JIMÉNEZ
Justificación ... 2
Introducción ... 3
Capítulo 1 Marco Teórico ... 4
1.1 Sonido ... 5
1.1. ¿Qué es el sonido? ... 5
1.1.2 Generación y propagación del sonido ... 5
1.1.3 Sonido periódico simple (tono puro) ... 6
1.1.4 Sonido periódico complejo ... 7
1.1.5 Velocidad de propagación del sonido (c) ... 7
1.1.6 Frecuencia del sonido (f) ... 7
1.1.7 Longitud de onda del sonido (�) ... 8
1.2 Fenómenos acústicos ... 9
1.2.1 Reflexión ... 9
1.2.2 Difracción ... 9
1.2.3 Refracción ... 11
1.2.4 Absorción ... 11
1.3 Nivel de presión acústica (NPA) ... 12
1.4 Instrumentos de medición ... 13
1.4.1 El sonómetro ... 13
1.4.2 Analizador de espectro ... 15
1.4.3 Software ARTA ... 16
1.5 Lineamientos de los instrumentos de medición ... 19
1.5.1 Redes de ponderación (A,B,C) ... 19
1.5.2 Escala lineal ... 20
1.5.3 Filtros para análisis en frecuencia ... 20
1.6 Definición de ruido ... 21
1.6.1 Efectos del ruido sobre la salud ... 21
1.6.2 Criterios de evaluación del ruido de fondo en un recinto (Curvas NC) ... 22
1.6.3 Reducción de ruido ... 25
1.7 Aislamiento acústico ... 25
Capítulo 2 Análisis de la problemática de ruido en la recámara ... 28
2.1 Ubicación del lugar ... 29
2.1.1 Localización de la habitación dentro de la casa ... 30
2.1.2 Características de la habitación ... 31
2.2 Identificación de problemas de ruido ... 32
2.2.1 Ruido acústico que rodea la casa ... 32
2.2.2 Ruido acústico que rodea la habitación ... 36
2.3 Evaluación de la problemática de ruido dentro de la recámara ... 38
2.4 Aplicación del criterio de ruido NC para tratar problemática de ruido ... 42
2.5 Comparación de valores medidos con respecto a la curva de ruido NC ... 42
Capítulo 3 Desarrollo de la propuesta de solución ... 44
3.1 Cálculo de la pérdida por transmisión para división constructiva D ... 45
3.1.1 Determinación en campo de la pérdida por transmisión existente para la división constructiva D... 45
3.1.2 Cálculo de la pérdida por transmisión (TL) necesaria en la división constructiva D para cumplir el criterio de ruido NC-35 ... 52
3.1.3 Propuesta de materiales para la división constructiva D ... 53
3.2 Cálculo de la pérdida por transmisión para la división constructiva A ... 54
3.2.1 Determinación en campo de la pérdida por transmisión existente para la división constructiva A ... 55
3.2.2 Cálculo de la pérdida por transmisión (TL) necesaria para cumplir el criterio de ruido empleado en la pared A. ... 56
3.2.3 Propuesta de materiales para la división constructiva A ... 56
3.3 Cálculo de la pérdida por transmisión para división constructiva D ... 57
3.3.1 Determinación en campo de la pérdida por transmisión existente para la división constructiva C. ... 58
3.3.2 Cálculo de la pérdida por transmisión (TL) necesaria en la división constructiva C para cumplir el criterio de ruido NC-35 ... 59
3.4 Cálculo de la pérdida por transmisión para la pared B ... 60
3.5 Costos ... 63
3.5.1 Costos de materiales ... 63
3.5.2 Costos de mano de obra ... 64
3.5.3 Costos de evaluación de paredes y diseño de propuesta ... 64
3.5.4 Costos totales ... 65
Conclusiones ... 66
Referencias ... 67
Anexo 1 ... 69
Anexo 2 ... 70
Anexo 3 ... 71
1
Objetivo
Analizar la problemática de ruido de una recámara en una casa habitación y proponer un aislamiento acústico que cumpla con el criterio de ruido apropiado para este espacio.
2
Justificación
Se llevó a cabo como proyecto la propuesta de un aislamiento acústico en una recámara de una casa habitación, debido a que, en muchas ocasiones las recámaras son afectadas por ruido exterior que impide el descanso y confort de las personas que lo habitan. Hablando específicamente en este recinto el cual se está tratando, la habitación es afectada por ruido de diversas fuentes sonoras del exterior que ocasionan molestia e incomodidad.
Debido a las problemáticas generadas por el ruido, se propondrá un aislamiento acústico que permita atenuar las ondas sonoras que se transmiten al interior del recinto a tratar.
3
Introducción
En la mayoría de los hogares de la ciudad de México se tiene el problema del ruido exterior que afecta a las casas habitación.
No hay un control del nivel de presión acústica de una casa, afectando a las personas que habitan este tipo de recintos, esto debido a la mala calidad de los materiales con que son construidos las viviendas de la ciudad y la mala construcción y diseño de las mismas.
Los efectos del ruido pueden ocasionar daños a la salud como es pérdida de la audición, problemas al conciliar el sueño, hipertensión, cardiopatía, etc., de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS).
En este trabajo se muestra una propuesta de solución para este problema que sufre la mayoría de los habitantes del país. El análisis fue en una recámara de una casa, analizando la problemática que sufre este recinto, usando el criterio de ruido NC como comparación objetiva para evaluar la problemática; en este caso se usó la curva NC 35 que se aplica a casas y habitaciones.
Una vez confirmada la cuestión con respecto al ruido se procedió a analizar cada división constructiva que conforma la recámara. Para ello se utilizó como parámetro descriptivo la pérdida por transmisión (TL) que indica cuanta es la energía sonora que atenúa la pared, techo o piso a tratar; en este caso solo fueron los muros. Se ocupó tanto la TL normal para divisiones constructivas que estaban conformadas por un solo material y la TL compuesta que se utiliza para divisiones constructivas conformadas por más de dos materiales en el mismo plano, como es el caso de las paredes con ventanas y puertas.
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Capítulo 1
5
En este capítulo se presentarán conceptos, definiciones, y herramientas necesarias para abordar de manera correcta la problemática que se genera al no tener un buen aislamiento acústico en una recámara de una casa habitación.
1.1 Sonido
Como primera instancia, se tiene que retomar el concepto de sonido, para ello se abordará principalmente el que es, como es su generación y propagación, su clasificación, y sus características más importantes.
1.1.1 ¿Qué es el sonido?
De la definición de sonido se puede tomar varias interpretaciones, a continuación se verán algunas de ellas:
“Vibración mecánica que se propaga a través de un medio elástico y denso (habitualmente el aire), y que es capaz de producir una sensación auditiva. De dicha definición se desprende que, a diferencia de la luz, el sonido no se propaga a través del vacío y, este se asocia con el concepto de estímulo físico.
Es la sensación auditiva producida por una vibración de carácter mecánico que se propaga a través de un medio elástico y denso.”1
“El sonido puede ser definido como un movimiento de onda en el aire u otro material elástico en medios de comunicación (estímulo) o como que la excitación del mecanismo de audición que resulta en la percepción de sonido (sensación). “2
El sonido es definido como el movimiento de una onda mecánica que se propaga sobre un medio elástico, esta onda es perceptible para el oído humano en un rango audible de 20 Hz a 20 000 Hz.
1.1.2 Generación y propagación del sonido
Al elemento generador del sonido se denomina fuente sonora. La generación del sonido tiene lugar cuando dicha fuente entra en vibración. Como se vio en el punto 1.1.1, dicha vibración es transmitida a las partículas de un medio elástico.
Las partículas no se desplazan con la perturbación, sino que simplemente oscilan alrededor de su posición de equilibrio. La manera en que la perturbación se traslada de un lugar a otro se le denomina propagación de la onda sonora.
Antoni Carrión en su libro de espacios arquitectónicos pone un ejemplo acerca de esto:
“Si se considera como fuente sonora un tambor, con un golpe sobre su membrana provoca una oscilación. Cuando la membrana se desplaza hacia afuera, las
1 Antoni Carrión Isbert, espacios arquitectónicos, editorial Alfaomega
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partículas de aire próximas a la superficie se acumulan creándose una zona de compresión, mientras que en el caso contrario, dichas partículas se separan, lo cual da lugar a una zona de enrarecimiento o dilatación como se muestra en la figura 1.1.”1
Figura 1.1 Desplazamiento de una onda en una superficie
La oscilación de las partículas tiene lugar en la misma dirección que la de propagación de la onda. En este caso se habla de ondas sonoras longitudinales, en contraposición a las ondas electromagnéticas que son transversales (oscilación de la señal generadora perpendicular a la dirección de propagación de la onda). La manera de expresar cuantitativamente la magnitud de un campo sonoro es mediante la presión sonora, o fuerza que ejercen las partículas de aire por unidad de superficie.
1.1.3 Sonido periódico simple (tono puro)
Es el tipo de sonido más simple existente en la naturaleza. Se compone de una única frecuencia (f0) constante, por lo que su espectro está constituido por una
sola raya (figura 1.2). De este tipo es el sonido producido por un diapasón.
Figura1.2 Tono puro y su espectro frecuencial
1
7 1.1.4 Sonido periódico complejo
Este tipo de sonido está caracterizado por una frecuencia origen, denominada fundamental, esta frecuencia es aquella con mayor amplitud y está situada en el rango de las bajas frecuencias, está compuesta por un conjunto de frecuencias múltiplos de ésta, denominados armónicos.
En la figura 1.3 se representa un sonido de este tipo formado por una frecuencia fundamental o primer armónico (f0) y su tercer armónico (3f0).
Figura 1.3 Sonido periódico complejo y su espectro frecuencial
1.1.5 Velocidad de propagación del sonido (c)
La velocidad de propagación del sonido (c) es función de la elasticidad y densidad del medio de propagación. En el aire, ambas magnitudes dependen de la presión atmosférica estática P0 y de la temperatura, considerando las condiciones
normales de 1 atmósfera de presión a 22 °C de temperatura, la velocidad de propagación del sonido es de, aproximadamente, 345 m/s. El aire constituye el medio habitual de propagación de las ondas sonoras, conviene tener presente que el sonido puede propagarse a través de cualquier otro medio elástico y denso. Cuanto más denso y menos elástico sea el medio, mayor será la velocidad del sonido. Por ejemplo, la velocidad de propagación del sonido generado por un tren a través de los rieles es mayor que a través del aire, por lo que la vibración del riel se percibirá mucho antes que el sonido aéreo debido a dicho tren.
1.1.6 Frecuencia del sonido (f)
Se define como el número de oscilaciones por segundo de la presión sonora “p”.
Se le 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.
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Figura 1.4 Presión sonora asociada a oscilaciones
1.1.7 Longitud de onda del sonido (�)
“Se define como la distancia entre dos puntos consecutivos del campo sonoro que se hallan en el mismo estado de vibración en cualquier instante de tiempo. Si en un instante dado se seleccionan dos puntos consecutivos del espacio donde los valores de presión son máximos, la longitud de onda � es la distancia entre ambos puntos como se muestra en la figura 1.5.”1
Figura1.5 Representación de a longitud de onda (�)
La relación entre las tres magnitudes: frecuencia (f), velocidad de propagación (c) y longitud de onda (�), viene dada por la fórmula 1.1.
λ =
�………(1.1)Para cada frecuencia, la longitud de onda depende del medio de propagación, ya que es proporcional a la velocidad, y ésta varía para cada medio.
La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, cuanto mayor es f menor es �, y viceversa.
En el aire, las longitudes de onda correspondientes a la banda de frecuencias audibles se hallan situadas entre 17,25 m (f = 20 Hz) y 1,72 cm (f = 20 kHz).
En la figura 1.6 se presenta un nomograma que relaciona � con f, suponiendo que el medio de propagación es el aire.
1
9
Figura1.6 Relación longitud de onda (�)respecto a la frecuencia (f) del aire
1.2 Fenómenos acústicos
Hay fenomenos acústicos que son necesarios considerar para el analisis de la problemática de ruido dentro de la recámara.
1.2.1 Reflexión
“Cuando una onda sonora que se propaga a través de un medio encuentra una superficie de separación con otro medio, se origina una onda reflejada en el primer medio y una transmitida en el segundo medio. Generalmente una onda sonora experimentará una reflexión siempre que exista una discontinuidad o un cambio en
el medio a través del cual se propaga la onda.”3
Una prueba de la reflexión del sonido se muestra en la figura 1.7.
Figura 1.7 Representación de la reflexión del sonido
1.2.2 Difracción
La difracción es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido. Se habla de difracción cuando el sonido en lugar de seguir en la dirección normal, se dispersa en una continua dirección.
La explicación se encuentra en el Principio de Huygens que establece que cualquier punto de un frente de ondas es susceptible de convertirse en un nuevo foco emisor de ondas idénticas a la que lo originó. De acuerdo con este principio,
3
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cuando la onda incide sobre una abertura o un obstáculo que impide su propagación, todos los puntos de su plano se convierten en fuentes secundarias de ondas, emitiendo nuevas ondas, denominadas ondas difractadas.
La difracción se puede producir por dos motivos diferentes:
1.-Una onda sonora encuentra a su paso un pequeño obstáculo y lo rodea. Las bajas frecuencias son más capaces de rodear los obstáculos que las altas. Esto es posible porque las longitudes de onda en el espectro audible están entre 1.7cm y 17m, son lo suficientemente grandes para superar la mayor parte de los obstáculos que encuentran.
2.-Una onda sonora topa con un pequeño agujero y lo atraviesa.
La cantidad de difracción estará dada en función del tamaño de la propia abertura y de la longitud de onda.
a) Si una abertura es grande en comparación con la longitud de onda, el efecto de la difracción es pequeño. La onda se propaga en líneas rectas o rayos, como la luz.
b) Cuando el tamaño de la abertura es menor en comparación con la longitud de onda, los efectos de la difracción son grandes y el sonido se comporta como si fuese una luz que procede de una fuente puntual localizada en la abertura.
Un ejemplo de esto se puede apreciar en la figura 1.8.
.
11 1.2.3 Refracción
Se denomina refracción de una onda al cambio de dirección y de velocidad que experimenta ésta, cuando pasa de un medio a otro en el que puede propagarse. Cada medio se caracteriza por su índice de refracción.
En la refracción hay ciertos elementos los cuales son:
Rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo refractado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de refracción al formado por la normal y el rayo refractado.
Cuando la onda pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más rápido, el rayo refractado se acerca a la normal, mientras que si pasa de un medio a otro en el que la onda viaja a menos velocidad el rayo se aleja de la normal.
1.2.4 Absorción
El concepto de absorción en Acústica se refiere a la disipación de energía que ocurre cuando una onda acústica incide en una superficie dada. El sonido, cuando es absorbido por el material, no puede recuperarse; se vuelve pérdida de energía, convertida en calor. El concepto de absorción acústica es aplicable, en primer lugar, a interiores. Si no existen superficies reflectantes (paredes, techo y piso) el sonido se pierde totalmente a medida que aumenta la distancia de la fuente, debido a que no hay un material que sirva como resistencia a la energía que tiene la onda sonora.
Si se supone que una onda con una cantidad dada de energía incide en una superficie con un ángulo aleatorio, entonces una porción de la energía incidente será reflejada al espacio donde se originó la energía y el resto de la energía incidente se transmitirá a través del material del contorno.
Usando la técnica de rayos, el coeficiente de absorción “a” se puede definir como lo muestra la fórmula 1.2.
� = −
�� í� í� � �………(1.2)De este modo, el coeficiente de absorción representa la porción de la energía acústica que se pierde hacia el espacio de la fuente. Su valor variará de 0,0 a 1,0 (es decir, de 0 por ciento a 100 por ciento). Así, si el coeficiente de absorción es 0,0, no se pierde energía y todo el sonido permanece en el espacio de la fuente. Esto implica que las particiones son acústicamente “duras” y que la energía
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El coeficiente de transmisión puede definirse como lo muestra la fórmula 1.3
� = −
�� í� �í� �……… (1.3)La energía total en la onda es representada por la suma del coeficiente de absorción (a) más el coeficiente de transmisión (t), es decir como lo muestra la fórmula 1.4.
� − � =
……….(1.4)Despreciando la pérdida por fricción (conversión a calor) que ocurre dentro del material.
1.3 Nivel de presión acústica (NPA)
La presión acústica constituye la manera de expresar la magnitud de un campo sonoro. La unidad de medida es el Newton/metro2 (N/m2) o Pascal (Pa).
El valor a considerar es la diferencia entre el valor fluctuante de la presión sonora total PT y su valor de equilibrio P0.
La presión sonora más débil que puede ser detectada por una persona, es la frecuencia de 1 kHz, o de 2 x 10-5 Pa, mientras que el umbral de dolor tiene lugar para una presión eficaz del orden de 100 Pa (milésima parte de la presión
atmosférica estática P0 ≈105 Pa, equivalente a 1 atmósfera). La escala de presiones audibles cubre una gama dinámica de, aproximadamente, 1 a 5.000.000. La aplicación directa de una escala lineal conduciría al uso de números inmanejables.
El sistema auditivo no responde linealmente a los estímulos que recibe, sino que más bien lo hace de forma logarítmica. Por ejemplo, si la presión de un tono puro de 1 kHz se dobla, la sonoridad, o sensación subjetiva producida por el mismo, no llegará a ser el doble.
Dicha escala se expresa en valores relativos a un valor de referencia. Se trata de la presión correspondiente al umbral de audición, a 1 kHz (2 x 10-5 Pa). En tal
caso, se habla de nivel de presión acústica NPA. La unidad utilizada es el decibel (dB).
En la Tabla 1.1 se muestran los niveles de presión acústica correspondientes a una serie de sonidos y ruidos típicos, esto servirá para familiarizarse con los NPA que están en el entorno.
De acuerdo a la norma NOM-081-ECOL-1994 el Nivel de Presión Acústica (NPA) es definido como:
“Es la relación entre la presión acústica de un sonido cualquiera y la presión
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los cuadrados de una presión acústica cualquiera y la de referencia que es de 20
micropascales (20 mPa).”4
Cuando se linealiza la relación de presiones, queda como muestra la fórmula 1.5.
� =
� �
………..…...(1.5) Dónde:Lp= Nivel de presión acústica P= Presión acústica
P0= Presión acústica de referencia = 2x10-5 Pa
Tabla 1.1 Niveles de presión acústica correspondientes a sonidos y ruidos típicos, y valoración subjetiva asociada1
FUENTE SONORA NIVEL DE PRESIÓN ACÚSTICA
(NPA) VALORACIÓN SUBJETIVA DE NIVEL
Despegue de avión (a 60 m) 120 Muy elevado
Edificio en construcción 110
Martillo neumático 100
Camión pesado (a 15 m) 90 Elevado
Calle (ciudad) 80
Interior automóvil 70
Conversación normal (a 1m) 60 Moderado
Oficina, aula 50
Sala de estar 40
Dormitorio (noche) 30 Bajo
Estudio de radiodifusión 20
1.4 Instrumentos de medición
Para la medición de niveles de presión acústica, y el analisis de la problemática a tratar se describen algunos instrumentos que serán herramientas para las mediciones.
1.4.1 El sonómetro
Debido a la complejidad del funcionamiento del oído humano, hasta el momento no ha sido posible diseñar un aparato de medida objetiva del sonido que sea
4
Norma NOM-081-ECOL-1994
1
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capaz de dar unos resultados del todo equivalentes, para cualquier tipo de sonido, a las valoraciones subjetivas asociadas al mismo. Sin embargo, resulta evidente la necesidad de disponer de un instrumento electrónico que permita medir sonidos bajo unas condiciones rigurosamente prefijadas, de manera que los resultados obtenidos sean siempre objetivos y repetitivos, dentro de unos márgenes de tolerancia conocidos. Dicho aparato recibe el nombre de sonómetro (figura1.9).
Figura 1.9 Sonómetro clase 2
El sonómetro mide exclusivamente niveles de presión acústica. Su unidad de procesado permite realizar medidas globales, o bien por bandas de frecuencias, con diferentes respuestas temporales (respuestas “Fast”, “Slow”, “Impulse” o “Peak”).
a) Tipos de sonometros
Hay dos tipos de instrumentos disponibles para medir niveles de ruido, con muchas variaciones entre ellos.
1) Sonómetros generales
Muestran el nivel de presión sonora instantáneo en decibelios (dB), lo que normalmente se conoce como nivel de sonido. Estos instrumentos son útiles para testear el ambiente sonoro, y poder ahorrar tiempo reservando los sonómetros de gamas superiores para las medidas que necesiten mayor precisión o precisen de la elaboración de informes.
2) Sonómetros integradores-promediadores
15 b) Sonómetros tipo 0, tipo 1 y tipo 2
De acuerdo con el estándar internacional IEC 651, reformado por la IEC 61672, los instrumentos de medida del sonido, de los cuáles los sonómetros constituyen una parte, se dividen en tres tipos dependiendo de su precisión en la medida del sonido. Estos tipos son tipo 0, 1 y 2, con el tipo 0 el más preciso (tolerancias más pequeñas), el tipo 1 esta en una parte intermedia de presición y tipo 2 el menos preciso, como lo muestra la Tabla 1.2.
De la misma forma los calibradores se dividen en los mismos tipos dependiendo de su nivel de precisión y su capacidad de mantener un nivel estable, de forma que las medidas hechas con el sonómetro no queden desvirtuadas por una calibración imprecisa.
Tabla 1.2 Clasificación de los sonómetros según el estándar internacional IEC 606515
Clase Calibradores Sonómetros
0 +/-0.15 +/-0.4 1 +/-0.3 +/-0.7 2 +/-0.5 +/-1.0
En conclusión los tipos o clases de sonómetros son una especificación de precisión, regulados por los estándares internacionales IEC o ANSI en el caso norteamericano. La precisión de la medida depende de la frecuencia del sonido que es medido. Básicamente, el tipo 1 significa una precisión de aproximadamente de ± 1dB y el Tipo 2 significa una precisión de aproximadamente ± 2dB.
1.4.2 Analizador de espectro
Un analizador de espectro es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales en un espectro de frecuencias de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser ésta cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.
En el eje de coordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dBm del pitido contenido espectral de la señal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla, un ejemplo de ellos se ve en la figura 1.10. A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia eléctrica.
5 Artículo de la universidad de Granada, Comentarios sobre los distintos tipos de sonómetros, sus
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Figura 1.10 Analizador de espectro tipo PAA3
1.4.3 Software ARTA
“ARTA es un programa para la medición de la respuesta de impulsos, el análisis de espectros en tiempo real y la medición en tiempo real de la respuesta en frecuencia. Es una herramienta para realizar mediciones acústicas y pruebas "punto por punto" de la calidad del sonido en los sistemas de comunicación.
ARTA dispone de funciones de los siguientes sistemas de medición.
1.-Sistema de medición de respuesta de impulsos con generadores de señales: ruido blanco periódico, ruido rosa periódico, MLS, ondas sinusoidales de barrido lineal y logarítmico.
2.-Analizador de Fourier de doble canal con generadores de señales: ruido blanco, ruido rosa, ruido blanco periódico y ruido rosa periódico.
3.-Analizador de Fourier de canal sencillo con generadores de señales: ruido blanco periódico y ruido rosa periódico.
4.-Analizador de espectros, de banda de octavas y THD con generadores de señales: onda sinusoidal, dos ráfagas sinusoidales, multitono, ruido blanco, ruido rosa, ruido blanco periódico y ruido rosa periódico.
Nota: El modo 2 y 3 también se pueden usar para estimar la respuesta de impulsos.”6
a) Calibración de ARTA
El comando de menú Setup > Calibrate devices [Configuración > Calibración de dispositivos] abre el cuadro de diálogo 'Soundcard and Microphone Calibration' [Calibración de la tarjeta de sonido y del micrófono]que aparece en la figura 1.11.
17
Figura 1.11 Cuadro de diálogo para calibrar la tarjeta de sonido y el micrófono
Hay tres secciones que conducen a la calibración de: (a) canal izquierdo de salida de la tarjeta de sonido,
(b) canales izquierdo y derecho de entrada a la tarjeta de sonido y (c) calibración del micrófono.
b) Calibración del canal izquierdo de salida de la tarjeta de sonido
Se recomienda seguir este procedimiento:
1.-Conecte el voltímetro electrónico al canal de salida izquierdo.
2.-Pulse el botón 'Generate sine (500Hz)' [Generar onda sinusoidal (500Hz)]
3.-Introduzca el valor medido por el voltímetro en la casilla (en mV rms). 4.-Pulse el botón 'Estimate Max Output mV' [Estimar la salida máxima en mV]
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6.-Si está satisfecho con la medición, pulse el botón 'Aceptar', y el valor estimado se convertirá en el valor actual de 'LineOut Sensitivity' [Sensibilidad de salida].
c) Calibración de los canales de entrada a la tarjeta de sonido
Podrá usar un generador externo o el canal de salida de la tarjeta de sonido para calibrar los canales de entrada. En caso de usar el canal de salida de la tarjeta de sonido como generador calibrado:
1.-Establezca el volumen de entrada de la línea izquierda y derecha al máximo. 2.-Conecte la salida izquierda a la entrada de la línea izquierda.
3.-Pulse el botón 'Generate sine (500Hz)' [Generar onda sinusoidal (500Hz)] y
controle el nivel de entrada en los medidores de pico de la parte inferior. Si la entrada de la tarjeta de sonido se satura, reduzca el nivel del volumen de entrada a -3dB.
4.-Introduzca el valor del voltaje del generador de la señal en la casilla de edición. (Valor del voltímetro del capítulo 1.5.1)
5.-Pulse el botón 'Estimate Max Input mV' [Estimar la entrada máxima en mV]
6.-Si está satisfecho con la medición, pulse el botón 'Aceptar', y el valor estimado se convertirá en el valor actual de 'LineIn Sensitivity' [Sensibilidad de entrada].
7.-Repita los pasos 1-6 para el canal de entrada derecho.
Nota: Se recomienda este procedimiento ya que garantiza que se puede conectar
la tarjeta de sonido en modalidad de bucle. Si desea calibrar los canales de entrada con el volumen de entrada en el máximo, muchas tarjetas de sonido requerirán una reducción del nivel del canal de salida.
d) Calibración del micrófono
Para calibrar el micrófono se debe de contar con un calibrador de sonido. El procedimiento a seguir es el siguiente:
1.-Conecte el preamplificador del micrófono a la entrada de la tarjeta de sonido (izquierda o derecha).
2.-Introduzca la ganancia del preamplificador. 3.-Conecte el calibrador de sonido al micrófono.
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5.-Si está satisfecho con la medición, pulse el botón 'Aceptar'.
Nota: Si no conoce la ganancia del preamplificador, podrá indicar cualquier valor
arbitrario de ganancia, pero ese valor se ha de usar como ganancia del preamplificador en el cuadro de diálogo: 'Audio Devices Setup' [Configuración de dispositivos de audio].
1.5 Lineamientos de los instrumentos de medición
Hay ciertos lineamientos a seguir dentro de los instrumentos de medición que se deben de tomar en cuenta para la forma de obtención de los datos requeridos en un analisis de NPA, para ello se requiere la siguiente información.
1.5.1 Redes de ponderación (A,B,C)
Debido a la diferente sensibilidad del oído a las distintas frecuencias, los valores obtenidos haciendo uso de la escala lineal no guardan una relación directa con la sonoridad del sonido en. Con objeto de que la medida realizada sea representativa de la sonoridad asociada a un sonido, los sonómetros Y otros instrumentos de medición antes mencionados incorporan la llamada red de ponderación.
Obsérvese en la figura 1.12 que la frecuencia de 1 kHz queda inalterada, por lo cual se puede considerar de referencia, y para frecuencias inferiores existe una importante atenuación de nivel.
La red de ponderación A (denominada red de compensación A) se aplicaría a los sonidos de bajo nivel, la red B a los de nivel medio y la C a los de nivel alto. El resultado de una medición efectuada con la red de ponderación A se expresa en decibeles A, abreviados dBA o dB(A), de la misma forma se expresa en las ponderaciones B y C.
Estas redes son derivadas de las curvas de sonoridad de Fletcher y Munson. Estas redes ayudan a normalizar en NPA, ya que, el oído no se comporta de forma lineal si no de forma logarítmica estas curvas de ponderación son de acuerdo a la respuesta del oído ya que ajustan la respuesta plana a la respuesta real del oído en diversas intensidades, como lo muestra la figura 1.12.
Para los niveles de presión acústica de 20 a 55 dB... utilizar la red A.
Para los niveles de presión acústica de 55 a 85 dB... utilizar la red B. (Esta red de ponderación actualmente está en desuso).
20
Figura 1.12 Curvas de ponderación A, B y C3
1.5.2 Escala lineal
La medida del nivel de presión acústica NPA (en instrumentos de medición esta como SPL o Lp) utilizando dicha escala significa que no se aplica ningún tipo de acentuación ni atenuación a las frecuencias integrantes del sonido de análisis, se puede decir que no se le aplica ningún tipo de ponderación a la medición, a esto se le conoce como escala lineal.
1.5.3 Filtros para análisis en frecuencia
En la mayoría de casos no es suficiente conocer el nivel de presión sonora total Lp y el nivel ponderado, sino que es necesario disponer de una información más detallada de su espectro, del contenido energético a distintas frecuencias. A esto se le llama análisis en frecuencia de la señal.
Existen sonómetros que incorporan un conjunto de filtros eléctricos, cada uno de los cuales sólo deja pasar frecuencias que están dentro de una banda de frecuencias determinada (por lo general son bandas de 1 octava). La banda de 1 octava incluye las frecuencias comprendidas entre una frecuencia dada y la frecuencia doble.
Dicha denominación tiene su origen en el lenguaje musical. En la Tabla 1.3 se indican las frecuencias centrales de las bandas, según prescribe la norma ISO 266.
Tabla 1.3 Frecuencias centrales de las bandas de octava estandarizadas según la norma ISO 266, en Hz6
FRECUENCIAS CENTRALES DE LAS BANDAS DE OCTAVA ESTANDARIZADAS (ISO 266)
16 31.5 63 250 500 1,000 2,000 4,000 16,000
3
Manuel Recuero López, Acústica Arquitectónica Aplicada, editorial PARANINFO
21
Las 6 bandas de octava cuyas frecuencias centrales están comprendidas entre 125 Hz y 4.000 Hz son las que generalmente se consideran tanto en la fase de diseño acústico como en la de diagnosis acústica de recintos, según se verá a lo largo de los próximos capítulos.
1.6 Definición de ruido
La universidad politécnica de Madrid menciona lo siguiente:
“El ruido se puede definir como un sonido no deseado, por lo que se puede
considerar como el sonido inadecuado en el lugar inadecuado en el momento
inadecuado. Ese grado de “indeseabilidad” se convierte, con frecuencia, en una
cuestión psicológica puesto que dependiendo de las características de la persona, la valoración de indeseabilidad puede ser muy diferente.
Los estudios sociales comunitarios valoran de forma importante al ruido entre las molestias ambientales más incomodas.”7
Sin duda alguna el ruido es un sonido molesto que puede llegar a ser inarticulado o articulado, por lo general es de muy alta nivel de presión acústica pero en ocasiones puede llegar a ser de baja intensidad, este tipo de sonidos indeseables a corto o largo plazo pueden ser dañinos para la salud.
1.6.1 Efectos del ruido sobre la salud
El ruido además de ser un sonido3 molesto e indeseable, también repercute a la
salud. Un artículo emitido por la OMS (Organización Mundial de la Salud) titulado
“Guía para el Ruido Urbano”, nos muestra que el ruido afecta en los siguientes puntos:
a) Efectos sobre la audición
Este artículo menciona que la deficiencia auditiva causada por ruido se produce predominantemente en una banda de frecuencia de 3 000 a 6 000 Hz; el efecto más grande ocurre a 4 000 Hz. Pero si el tiempo de exposición aumentan, la deficiencia auditiva puede ocurrir inclusive en frecuencias tan bajas como de 2 000 Hz. Sin embargo, no se espera que ocurra en niveles de 8 horas de 75 dB(A) o menos, aun cuando la exposición al ruido ocupacional sea prolongada.
b) Efectos sobre el sueño
“El ruido ambiental produce trastornos del sueño importantes. Puede causar efectos primarios durante el sueño y efectos secundarios que se pueden observar al día siguiente. El sueño ininterrumpido es un prerrequisito para el buen funcionamiento fisiológico y mental. Los efectos primarios del trastorno del sueño son dificultad para conciliar el sueño, interrupción del sueño, alteración en la profundidad del sueño, cambios en la presión arterial y en la frecuencia cardíaca,
7
Artículo sobre medidas de ruido, Universidad Politécnica de Madrid
22
incremento del pulso, vasoconstricción, variación en la respiración, arritmia cardíaca y mayores movimientos corporales. La diferencia entre los niveles de sonido de un ruido y los niveles de sonido de fondo, en lugar del nivel de ruido absoluto, puede determinar la probabilidad de reacción. La probabilidad de ser despertado aumenta con el número de eventos de ruido por noche. Los efectos secundarios o posteriores en la mañana o día(s) siguiente(s) son percepción de menor calidad del sueño, fatiga, depresión y reducción del rendimiento.
Para descansar apropiadamente, el nivel de sonido equivalente no debe exceder 30 dB(A) para el ruido continuo de fondo y se debe evitar el ruido individual por encima de 45 dB(A). Para fijar límites de exposición al ruido durante la noche, se debe tener en cuenta la intermitencia del ruido. Esto se puede lograr al medir el número de eventos de ruido y diferenciar entre el nivel de sonido máximo y el nivel de sonido de fondo. También se debe prestar atención especial a las fuentes de ruido en un ambiente con bajos niveles de sonido de fondo; combinaciones de ruido y vibraciones y fuentes de ruido con componentes de baja frecuencia.”8
c) Efectos sobre las funciones fisiológicas
“La exposición al ruido puede tener un impacto permanente sobre las funciones fisiológicas de los trabajadores y personas que viven cerca de aeropuertos, industrias y calles ruidosas. Después de una exposición prolongada, los individuos susceptibles pueden desarrollar efectos permanentes, como hipertensión y cardiopatía asociadas con la exposición a altos niveles de sonido. La magnitud y duración de los efectos se determinan en parte por las características individuales, estilo de vida y condiciones ambientales. Los sonidos también provocan respuestas reflejo, en particular cuando son poco familiares y aparecen súbitamente.
La presión arterial y el riesgo de hipertensión suelen incrementarse en los trabajadores expuestos a altos niveles de ruido industrial durante 5 a 30 años. Una exposición de largo plazo al ru4ido del tráfico con valores de 65-70 dB(A) también
puede tener efectos cardiovasculares.”8
1.6.2 Criterios de evaluación del ruido de fondo en un recinto (Curvas NC)
La evaluación objetiva del grado de molestia que un determinado ruido ambiental provoca en un oyente se realiza por comparación de los niveles de ruido existentes en un recinto, en cada banda de octava comprendida entre 63 Hz y 8 kHz, con un conjunto de curvas de referencia denominadas NC (“Noise Criteria”).
Las curvas NC son utilizadas de forma generalizada para establecer los niveles de ruido máximos recomendables para diferentes tipos de recintos en función de su aplicación (oficinas, salas de conferencias, teatros, salas de conciertos, etc.).
23
Un recinto cumple una determinada especificación NC cuando los niveles de ruido de fondo, medidos en cada una de dichas bandas de octava, están por debajo de la curva NC correspondiente, mostradas en la figura 1.13.
Figura 1.13 Curvas NC3
Se puede observar, las curvas NC siguen de forma aproximada la evolución de la sensibilidad del oído en función de la frecuencia. Significa que, para una determinada curva NC, los niveles SPL máximos permitidos a bajas frecuencias (sonidos graves) son siempre más elevados que los correspondientes a frecuencias altas (sonidos agudos), ya que el oído es menos sensible a medida que la frecuencia considerada es de menor rango.
Para verificar el cumplimiento de una especificación NC, es necesario analizar el ruido de fondo presente en el recinto por bandas de octava.
El nivel de ruido de fondo en un recinto se puede representar por el nivel global de presión acústica Leq (medidos en dBA). Se puede comprobar que, a partir de la curva NC-35, el nivel está aproximadamente 10 dB por encima del correspondiente valor NC. Si el nivel de ruido de fondo existente en un recinto es de 50 dBA, ello significa que dicho recinto cumple la especificación NC-40.
En consecuencia, la medida del nivel global Leq constituye de forma indirecta y aproximada a determinar la curva NC de una sala cuando no se dispone de un sonómetro con filtros para el análisis en frecuencia.
En la Tabla 1.4 se muestran las curvas NC recomendadas para diferentes tipos de recintos, junto con su equivalencia en dBA.
24
Tabla 1.4 Curvas NC recomendadas53
Recintos Curvas aceptables Estudios de radiodifusión y
grabación 15 – 20
Salas de concierto y ópera 20 – 25 Teatros, salas de juntas,
iglesias 25 – 30
Cines 30 – 35
Salas de hospitales y
quirófanos 25 – 35
Viviendas, recámaras 25 – 35
… …
Fábricas (ingeniería ligera) 45 – 65 Fábricas (ingeniería pesada) 55 - 75
Estos indicadores de las curvas de ruido expresan sus valores en bandas de octava como lo muestra la Tabla 1.15.
Tabla 1.5 Curvas NC recomendadas en bandas de octava1,3
Curva/
Frecuencia 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k dBA
NC 15 47 36 29 22 17 14 12 11 28
NC 20 51 40 33 26 22 19 17 16 33
NC 25 54 44 37 31 27 24 22 21 38
NC 30 57 48 41 35 31 29 28 27 42
NC 35 60 52 45 40 36 34 33 32 46
NC 40 64 56 50 45 41 39 38 37 50
NC 45 67 60 54 49 46 44 43 42 55
NC 50 71 64 58 54 51 49 48 47 60
NC 55 74 67 62 58 56 54 53 52 65
NC 60 77 71 67 63 61 59 58 57 -
NC 65 80 75 71 68 66 64 63 62 75
NC 70 84 79 75 72 71 70 68 68 -
Existen otros criterios de evaluación del ruido de fondo, como las curvas PNC
(“Preferred Noise Criteria”) y las NR (“Noise Rating”), de funcionamiento operativo análogo a las curvas NC.
3
Manuel Recuero López, Acústica Arquitectónica Aplicada, editorial PARANINFO
1
25 1.6.3 Reducción de ruido
En un parámetro que indica cuanto fue el ruido reducido entre un recinto emisor de ruido y un recinto receptor, como lo muestra la fórmula 1.6.
�� = � − �
………(1.6)Dónde:
NR = Reducción de ruido, dB
Lp1 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto fuente, dB Lp2 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto receptor, dB
1.7 Aislamiento acústico
Es una rama de la acústica que ayuda a controlar el ruido que hay en el interior de recintos, para que el NPA producido en el interior de recinto que se esté tratando no afecte al exterior, y a su vez el NPA que este en el exterior no afecte al interior. El aislamiento acústico es de vital importancia dentro de las casas habitación, ya que, lo que se busca es tener un cierto control de ruido, para un descanso y confort de las personas que lo habitan, esto se logra partir de la utilización de diversos materiales, un solo material no te pude dar la suficiente absorción para el aislamiento, por ello es que se usa la mezcla de varios materiales para obtener un óptimo resultado, estos se deben de escoger de acuerdo a lo que se busque dentro del recinto en el que se esté trabajando, por ello es que en la figura 1.14 muestra la clasificación de los materiales acústicos.
26 1.8 Pérdida por transmisión
La pérdida por transmisión indica de forma más amplia cuanto es que aísla la pared, techo o piso a tratar, así como cuanto es lo que absorbe de la energía sonora que es impactada en el material, esta energía absorbida se puede convertir en calorífica o se puede reflejar, el análisis de la TL se hace en banda de 1 octava de 125 Hz a 4000 Hz, se aplica mediante la fórmula 1.7.
�� = � − � + � �
�………..(1.7)Dónde:
TL (R) = Pérdida por transmisión, dB
Lp1 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto fuente, dB Lp2 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto receptor, dB S = Área del espécimen bajo prueba, m²
A = Área equivalente de absorción del recinto receptor, m²
1.8.1 Obtención del área equivalente de absorción del recinto receptor
Para obtener la TL es necesario calcular la absorción del recinto receptor; es por
ello que, para mayor practicidad se obtiene este dato mediante la fórmula del cálculo del tiempo de reverberación, despejando la absorción y mediante mediciones se obtiene el TR, como lo muestra la fórmula 1.8.
� =
. 6 �� ………..………..……(1.8)
Dónde:
A=Absorción del lugar V= Volumen del recinto TR= Tiempo de reverberación
1.9 Pérdida por transmisión compuesta
27
��
� �=
� �
∑ � �������= ………..……(1.9)
Dónde:
TL comp = Pérdida por transmisión compuesta, dB
S total = Área de cada división constructiva, m²
� = Coeficiente de transmisión de cada material Si = Área de cada material, m²
El coeficiente de transmisión de cada material se calcula como lo muestra la fórmula 1.10.
� =
��/ ………(1.10)Dónde:
28
Capítulo 2
Análisis de la
problemática de
ruido en la
29
El propósito de este proyecto es aislar acústicamente una recámara en una casa habitación, para lograr el confort y el descanso de la persona que la habita. Para ello se mostrará un análisis de las condiciones del espacio a tratar.
2.1 Ubicación del lugar
La casa está situada en la Calle Canadá # 15, colonia Ejidos de San Miguel Chalma, municipio de Atizapán de Zaragoza, Estado de México.
La Colonia colinda al Este con la colonia Villas fortuna, al Oeste con la colonia prados de Ixtacala 2da sección, al sur con la colonia lomas de san Miguel, y al norte con la carretera Toluca-México, como se observa en la figura 2.1.
Figura 2.1 Vista satelital de la colonia donde se encuentra la casa habitación (cortesía google maps).
30 Figura 2.2 Vista satelital de la ubicación de la calle donde se localiza la casa
habitación (cortesía google maps).
En la parte central de la calle Canadá se encuentra la casa, como se ilustra en la figura 2.3. Es considerada una zona habitacional aunque con algunos problemas de ruido.
Figura 2.3 Fachada de la casa a tratar
2.1.1 Localización de la habitación dentro de la casa
31 Figura 2.4Vista 3D panorámica de la casa (La habitación que tiene una “x” es en
la que se propone realizar el estudio del aislamiento acústico.)
Figura 2.5 Vista de planta de la casa y la habitación
2.1.2 Características de la habitación
Está construida con tabicón tipo block blanco de 7cm de largo 24cm de ancho y 13cm de espesor, la pared está recubierta con un aplanado de concreto de aproximadamente 2 cm por cada lado y recubierta con una ligera capa de pintura. La ventana está hecha de metal tipo cintro con vidrio de 6 mm de espesor, las puertas de la entrada de la recámara y del baño están hechas con madera de tipo caobilla ligera con núcleo hueco, su marco esta hecho de pino y forrado de caobilla.
Las dimensiones de la habitación son: Altura de la recámara y baño: 2.60 metros
Espesor de las paredes: 0.17 metros (6 ¾”)
32
Largo de la recámara: 4 metros Largo del baño: 1.70 metros Ancho del baño: 1.40 metros
Ventana: 1.10 metros de ancho por 2.30 metros de largo
Puerta del baño: 0.80 metros de ancho por 2.20 metros de largo Puerta de la recámara: 0.90 metros de ancho por 2.20 metros de largo Para dar una idea más específica de la habitación se muestra la figura 2.6.
Figura 2.6 Vista de planta y 3D de la recámara
2.2 Identificación de problemas de ruido
En esta sección se hará mención de cuáles son los problemas de ruido que rodean la casa y la recámara que se está analizando; se señalarán las fuentes que lo generan, así como los niveles de presión acústica que están alcanzando.
2.2.1 Ruido acústico que rodea la casa
Se considerará como estudio preliminar el ruido que rodea a la casa; para ello primero se mencionarán las fuentes que lo provocan, tomando como referencia los 4 puntos cardinales.
33
Se realizaron 5 mediciones por cada fuente en cada hora señalada durante los días indicados, 1 cada 5 minutos aproximadamente, registrando el valor más alto que arrojaba el sonómetro. La forma ideal de hacer las mediciones era con un sonómetro de clase 1 ya que este tiene la propiedad de que tiene una respuesta lineal, pero ya que no se contaba con el utilizo un sonómetro de clase 2 ya que era el que se tenía disponible en esos momentos. Se tomó como apoyo la forma de
medición que estipula la “Norma Oficial Mexicana NOM-081-ECOL-1994, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas
y su método de medición”. Esta norma señala que el aparato de medición en este caso el sonómetro clase 2 se colocará a 2 metros de la fuente sonora a una altura no menor de 1.20 metros, en este caso se colocó a 1.50 metros. Ya que son medidas preliminares solo se registraron en dBA, los resultados se promediaron por días especificando las mediciones por las horas establecidas de la toma de los niveles de presión acústica con ponderación A. A su vez se compararon los resultados obtenidos con el nivel sonoro con ponderación A correspondiente a la curva NC 35 dada en dBA. Este procedimiento previo da una referencia de las condiciones en las que está la casa y en su defecto la recámara. Los resultados obtenidos son ilustrados en las tablas 2.1 a la 2.4 y a su vez la localización de las fuentes sonoras de ruido se observan en la figura 2.7 y su posicionamiento del instrumento de medición se ilustra en la figura 2.8.
Al Norte: Hay un vecino que tiene perros que constantemente están ladrando; la casa del vecino no tiene contra barda, por lo cual solo lo divide la barda de la vivienda que está construida de tabicón tipo block blanco de 13 cm de espesor, los horarios donde mayormente ladran es de 7:00 a 9:00 h., de 12:00 a 15:00 h., 19:00 a 20:00 h., la separación de la casa vecina y la barda es de aproximadamente 1.5 metros, (los resultados están expresados en la Tabla 2.1 y las medidas fueron realizadas dentro de la habitación).
Al Este: La calle Canadá, donde constantemente están pasando automóviles, el horario de mayor tránsito es de 7:00 a 9:00 h., y de 12:00 a 15:00 h., (los resultados están expresados en la Tabla 2.2 y las medidas fueron realizadas en el patio frontal del hogar).
Al Oeste: Ubicado otro vecino, el problema es el excesivo ruido que origina en las mañanas con su aparato reproductor de música, ocurre aproximadamente 4 veces por semana, y se origina en las mañanas de 8:00 a 12:00 h., este vecino tampoco tiene contra barda y su vivienda está alejada de la barda de la casa 2 metros, (los resultados están expresados en la Tabla 2.3 y las medidas fueron realizadas en el patio trasero del hogar).
34
16:00 h., este vecino si tiene con contra barda construida de tabicón tipo block blanco de 13 cm de espesor, (los resultados están expresados en la Tabla 2.4 y las medidas fueron realizadas dentro del hogar).
Figura 2.7 Vista de planta de la ubicación de las fuentes de ruido
35
Tabla 2.1 Registro del promedio de las mediciones para saber el ruido de fondo que hay en la parte norte con problema de perros con el sonómetro clase 2.
Hora de realización de medición
Promedio del nivel sonoro del
día 1 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 2 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 3 (dBA)
Nivel permisible en dBA asociado a la
curva NC-35
08:00 h 70.8 67.7 73.4 46
13:00 h 69.1 71.1 70.2 46
17:00 h 44.4 46.3 42.3 46
20:00 h 71.2 68.3 69.4 46
Tabla 2.2 Registro del promedio de las mediciones para saber el ruido de fondo que hay en para la parte este con problema de tránsito en la calle con el
sonómetro clase 2.
Hora de realización de medición
Promedio del nivel sonoro del
día 1 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 2 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 3 (dBA)
Nivel permisible en dBA asociado a la
curva NC-35
08:00 h 73.2 78.9 77.3 46
13:00 h 75.6 78.9 75.4 46
17:00 h 57.3 54.6 55.8 46
20:00 h 47.4 52.8 49.8 46
Tabla 2.3 Registro del promedio de las mediciones para saber el ruido de fondo que hay en para la parte oeste con problema de ruido producido con aparato
reproductor de música con el sonómetro clase 2.
Hora de realización de medida
Promedio del nivel sonoro del
día 1 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 2 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 3 (dBA)
Nivel permisible en dBA asociado a la
curva NC-35
08:00 h 80.5 83.4 78.4 46
13:00 h 79.5 80.4 81.3 46
17:00 h 40.4 42.7 41.2 46
20:00 h 44.8 49.6 47.8 46
Tabla 2.4 Registro del promedio de las mediciones para saber el ruido de fondo que hay en para la parte sur con problema de perros y ruido de niños con el
sonómetro clase 2.
Hora de realización de medida
Promedio del nivel sonoro del
día 1 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 2 (dBA)
Promedio del nivel sonoro del
día 3 (dBA)
Nivel permisible en dBA asociado a la
curva NC-35
08:00 h 63.4 62.2 61.5 46
13:00 h 60.5 63.9 62.8 46
17:00 h 41.5 43.2 45.9 46
36
Es importante resaltar que el criterio de ruido de la curva NC 35 recomienda usar para casas-habitación la curva NC 25 o la curva NC 35, en este casos e ocupo la curva NC 35 ya que no sé requería tanta exigencia en el aislamiento del lugar.
2.2.2 Ruido acústico que rodea la habitación
El interés es el ruido acústico que afecta la habitación como punto principal de este estudio; para ello, se va a denominar a cada pared con una letra, para identificar con mayor facilidad a las divisiones constructivas y mencionar los problemas de ruido que tiene cada una de ellas, como lo indica la figura 2.9.
Figura 2.9 Vista de planta de la habitación de las divisiones constructivas de interés.
La pared “A” presenta el problema de perros que constantemente están ladrando,
el vecino no tiene contra barda y entre la pared divisoria y la casa hay una separación de 1.5 metros, por lo cual hay un pasillo donde pasan los perros y los ladridos se transmiten fácilmente como lo ilustra la figura 2.10. Se genera mayor molestia en horarios de 7:00 a 9:00 h., de 12:00 a 15:00 h., 19:00 a 20:00 h.
37
Colindando con la pared “B” hay otro vecino que genera ruido con su aparato
reproductor de música, este ruido generado se considera molesto y perturba el descanso y comodidad de la persona que habita esta recámara; se repite esto aproximadamente 4 veces por semana, los horarios cuando ocurre es de 8:00 a 12:00 h., la localización del vecino se observa en la figura 2.11.
Figura 2.11 Vista de planta de la colindancia de la pared B con el vecino con equipo de audio.
La pared “C”, tiene enfrente otra recámara que solo tiene como separación un
pasillo de 1.30 metros como se aprecia en la figura 2.12. En esta habitación se genera ruido con la computadora o aparato reproductor de música, esto es generalmente entre las 20:00 y 22:00 h. y fines de semana.
Figura 2.12 Vista de planta de la colindancia de la pared C y la recámara vecina.
La pared “D” colinda directamente con la sala, obsérvese la figura 2.13 y 2.14. Por
38
Figura 2.13 Vista de planta de la colindancia de la pared D y la sala
Figura 2.14 División constructiva que hay entre la recámara y la sala
En este caso no se tomaron medidas de ruido, ya que la evaluación de ruido que importaba fue la que se realizó dentro de la recámara, para ver realmente que tanto afectaba al recinto en cuestión, todo esto se analizó en el punto 2.3.
2.3 Evaluación de la problemática de ruido dentro de la recámara
Para la evaluación de la problemática de ruido se utilizó algunas de las
recomendaciones que da la “Norma NOM-081-ECOL-1994 Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método
de medición” para la metodología de medición. Como herramienta de medición se
39
Figura 2.15 Calibración del sistema de medición ARTA
Figura 2.16 Posición del instrumento de medición ante la pared
Las mediciones se hicieron con el software ARTA por bandas de octava en un lapso de 2 horas, entre las 16:00 a 18:00 h. del viernes 14 de marzo del 2014, debido a que, como se describió en el análisis anterior hay menor afectación de ruido hacia la casa en ese lapso de tiempo, lo que se busco fue tratar de tener por separado las fuentes de ruido que perjudican a la recámara, buscando que, cuando se analizará el ruido que afecta específicamente a esa división constructiva, para ello se habló con cada vecino para que cuando se analizará una pared no hubiera problema con que otros ruidos afectaran al especifico de cada pared. Las mediciones se registraron en bandas de octava para un mejor análisis del comportamiento del recinto esto es entre los 63 Hz y 8000 Hz.
40
Se tomó como base 2 casos distintos, para tomar como puntos de referencia del más crítico al menos crítico.
En el primero se tomaron las mediciones dentro del recinto a tratar sin la presencia de las fuentes de ruido habituales que afectan a cada pared, es decir lo que la
gente identifica como “silencio” pero se sabe que no existe como tal el silencio ya
que siempre está presente un ruido de fondo pero que en este caso no es generado por las fuentes de ruido típicas que afectan.
En este caso solo había como presencia de ruido viento suave y de manera muy tenue el sonido de aves y un perro ladrando a lo lejos.
A continuación se ilustra en la figura 2.17 como es que se posicionó el micrófono para medir el ruido afectado por cada pared.
Figura 2.17 Posición del instrumento de medición ante la pared en diversos
puntos donde se tomó la medición marcados con una “x”
Después de obtener el registro de las mediciones, se promediaron logarítmicamente y se registraron los resultados en la Tabla 2.5. Reiterando que se mantuvo los casos más críticos como se mencionó anteriormente.
Tabla 2.5 Registro del promedio de las mediciones de ruido de fondo con el software ARTA realizadas por cada pared para el primer caso.
Banda de octava en Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Promedio pared A en dB Lp 42.7 43.3 42.5 44.8 47.4 47.8 48.2 46.5
Promedio pared B en dB Lp 61.8 57.4 54.2 51.6 50.1 48.2 48.2 48.1
Promedio pared C en Db Lp 61.2 54.1 52.8 56.6 51.1 48.2 48.4 48
41
A su vez las mediciones de la tabla 2.5 se promediaron para saber cuáles son los niveles de presión acústica totales en el caso 1 obtenidos por una banda de octava. Los resultados se expresan en la Tabla 2.6
Tabla 2.6 Registro del promedio general obtenido de las mediciones realizadas por cada pared para obtener el ruido de fondo para el primer caso.
Banda de Octava (Hz)
Promedio general del NPA obtenidos en las paredes en el caso 1 (dB)
63 58.6
125 53.2
250 50.8
500 52.1
1000 49.5
2000 48.0
4000 48.3
8000 47.4
Ahora bien, en el segundo caso si se consideraron las fuentes de ruido que normalmente afectan a la recámara, se aplicó el mismo método y los mismos puntos para medir que se observan en la figura 2.16 y la figura 2.17.
Al igual que en el primer caso, en este segundo caso se tomaron 5 medidas por cada pared obteniendo el NPA por cada una de ellas, esta vez sí se consideraron las fuentes de ruido que afectan a cada pared por separado, las medidas obtenidas se promediaron y se pueden observar en la Tabla 2.7.
Tabla 2.7 Registro del promedio obtenido de las mediciones realizadas por cada pared en el segundo caso
Banda de octava en Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Promedio pared A en dB 57.9 62.7 60.7 71.9 69.7 63 61.4 51.2
Promedio pared B en dB 75 62.7 55.4 50.4 57.6 60 48.5 46.1
Promedio pared C en dB 60.4 55 53.3 51.5 61.8 58.2 52.7 50.8
Promedio pared D en dB 55.4 55 49.2 57.3 60.9 50.4 48.7 46.7
42
Tabla 2.8 Registro del promedio general obtenido de las mediciones realizadas por cada pared en el segundo caso
Banda de Octava (Hz)
Promedio general del NPA obtenidos en las paredes en el caso 2 (dB)
63 69.3
125 60.4
250 56.6
500 66.1
1000 65.0
2000 59.7
4000 56.3
8000 49.3
2.4 Aplicación del criterio de ruido NC para tratar problemática de ruido
Ya que se tiene registrado el problema de ruido existente en la recámara, se procederá a comparar los valores obtenidos en ambos casos respecto a la curva de ruido NC para ver si realmente hay un problema de ruido.
Para ello se comparó la curva NC 35 (que es la que está referida a casas habitación) con los 2 casos que se consideraron para las medidas de ruido, como se observa en la Tabla 2.9.
Tabla 2.9 Comparación de los dos casos de medición de ruido con respecto al criterio de ruido NC 35.
Banda de Octava en HZ
Promedio general del NPA obtenidos en las paredes
en el caso 1 (dB)
Promedio general del NPA obtenidos en las paredes
en el caso 2 (dB)
Criterio de ruido NC 35
(dB)
63 58.6 69.3 60
125 51.2 60.4 52
250 50.8 56.6 45
500 52.1 66.1 40
1000 49.5 65 36
2000 48 59.7 34
4000 48.3 56.3 33
8000 47.4 49.3 32
2.5 Comparación de valores medidos con respecto a la curva de ruido NC
43
Figura 2.18 Comparación de los valores obtenidos con respecto al criterio de ruido de la curva NC 35
Hasta este punto de acuerdo al análisis de ruido con respecto al criterio de ruido de la curva NC 35 se concluye que realmente se necesita un aislamiento acústico, ya que los Niveles de Presión Acústica medidos exceden el criterio de ruido NC 35 que se empleó para confirmar que realmente hay un problema de ruido; para ello se propondrá la solución en el siguiente capítulo.
0 10 20 30 40 50 60 70 80dB
Hz
Caso 1
Caso 2
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Capítulo 3
Desarrollo de la
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Ya que se tiene confirmada la problemática de ruido, debido al incumplimiento de la curva NC 35 del criterio de ruido, se proseguirá a proponer una solución para el aislamiento de ruido en la habitación.
Para ello se tratará cada división constructiva por separado.
3.1 Cálculo de la pérdida por transmisión para división constructiva D
Se empezó calculando la pérdida por transmisión, tanto existente como necesaria y proponiendo una solución para esta pared.
3.1.1 Determinación en campo de la pérdida por transmisión existente para la división constructiva D
Para ello, lo primero que se realizó es calcular la pérdida por transmisión existente; esto indicará cuanto está aislando actualmente la división constructiva D.
Por lo tanto, se tiene que evaluar la pérdida por transmisión existente con condiciones controladas de ruido; es por ello que se excitó el interior de la recámara con ruido rosa, ya que tiene todas las componentes de frecuencia en bandas de octava a una misma amplitud, y bajo esta condición es más confiable hacer el análisis.
Para realizar esta prueba se retomará la fórmula 3.1 que servirá para el cálculo de la TL existente.
�� = � − � + � �
�………..(3.1)Dónde:
TLe = Pérdida por transmisión existente, dB
Lp1 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto fuente, dB
Lp2 = Nivel de presión acústica promedio en el recinto receptor, dB
S = Área del espécimen bajo prueba, m²
A = Área equivalente de absorción del recinto receptor, m²
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Figura 3.1 Vista 3D de la habitación indicando los parámetros a determinar
Este análisis se inició en la pared D mostrada en la figura 3.2, ya que tiene el mismo material en su superficie y es más fácil su estudio.
Figura 3.2 Vista de planta de la colindancia entre la pared D y la sala
