Facultad de Arquitectura
Control de la acústica en los nuevos laboratorios del Área de Ciencias Sociales - UNCP
Araujo Orellana, Liz Danitza
Huancayo 2019
Esta obra está bajo licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Repositorio Institucional - UNCP
FACULTAD DE ARQUITECTURA
CONTROL DE LA ACÚSTICA EN LOS NUEVOS
LABORATORIOS DEL ÁREA DE CIENCIAS SOCIALES - UNCP
TESIS
PRESENTADA POR:
BACH. ARQ. ARAUJO ORELLANA LIZ DANITZA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
ARQUITECTA
ASESOR:
ARQ. BASTIDAS CASTRO, EDILBERTO JUAN
HUANCAYO–PERÚ Julio de 2019
CONTROL DE LA ACÚSTICA EN LOS NUEVOS LABORATORIOS DEL ÁREA DE CIENCIAS SOCIALES – UNCP
DEDICATORIA Gracias a Dios por bendecirnos con la vida y el conocimiento.
A mi madre que con su amor y esfuerzo me permitió cumplir mis sueños, por siempre confiar en mí y llenar mi vida con tus valiosos consejos; a mi hija Fátima por ser mi mayor motivación, a mi compañero de vida por ser mi mejor amigo y ayudarme a alcanzar mis objetivos y a todas aquellas personas que creyeron en mí.
AGRADECIMIENTOS
A mi madre Betty Orellana Tovar por ser mi pilar fundamental y haberme apoyado incondicionalmente y por creer siempre en mí.
A mí amada hija Fátima por ser mi fuente de motivación e inspiración para superarme cada día más.
A mi amigo y compañero de vida Oscar Rivera Santos por creer en mi capacidad, ser mi apoyo incondicional, por siempre brindarme su comprensión y amor.
Al Arquitecto Bastidas Castro, Edilberto Juan asesor de tesis, por su apoyo en todos los momentos que necesité su orientación durante la elaboración de mi tesis.
A cada uno de los docentes en la facultad de Arquitectura, quienes, con su sabiduría, conocimiento y apoyo, motivaron a desarrollarme como profesional y persona.
También a los compañeros que conocí en la facultad, con los que compartí un periodo de formación académica y quienes, sin esperar nada a cambio, me brindaron su conocimiento
Índice
RESUMEN ... 12
ABSTRACT ... 13
INTRODUCCIÓN ... 14
PRIMERA PARTE: Proyecto de Investigación ... 17
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ... 18
1.1. Planteamiento del problema ... 19
1.1.1. Descripción del problema ... 19
1.2. Formulación del problema ... 20
1.2.1. Problema general ... 20
1.2.2. Problemas específicos ... 20
1.3. Objetivos ... 21
1.3.1. Objetivos generales ... 21
1.3.2. Objetivos específicos ... 21
1.4. Justificación ... 21
1.5. Delimitación de la investigación ... 23
1.5.1. Espacial ... 23
1.5.2. Temporal ... 23
1.5.3. Conceptual ... 23
1.6. Alcances y limitaciones ... 24
1.7. Formulación de la hipótesis... 24
1.7.1. Hipótesis general ... 24
1.7.2. Hipótesis específicas ... 25
1.8. Identificación de variables ... 25
1.9. Viabilidad ... 25
1.9.1. Viabilidad técnica ... 25
1.9.2. Viabilidad social ... 26
1.9.3. Viabilidad operativa ... 26
1.10. Metodología ... 26
1.10.1. Caracterización metodológica ... 26
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ... 28
2.1. Antecedentes teóricos ... 29
2.2. Marco legal ... 31
2.3. Marco teórico ... 32
2.3.1. Sonido ... 32
2.3.2. Generación y propagación del sonido ... 33
2.3.3. Sonido reflejado ... 35
2.3.4. Representación gráfica del sonido ... 36
2.3.5. Frecuencia del sonido ... 37
2.3.6. Nivel de presión sonora ... 38
2.3.7. El ruido ... 39
2.3.8. Definición de ruido de fondo ... 40
2.3.9. Tiempo de reverberación ... 41
2.3.10. Acústica ... 41
2.3.11. Fenómenos acústicos ... 42
2.3.12. Tiempo de reverberación y coeficiente de absorción ... 45
2.3.13. Coeficiente de absorción ... 46
2.3.14. Sonoridad (G) ... 46
2.3.15. Materiales acústicos ... 47
2.3.16. Acondicionamiento acústico ... 47
2.3.17. Materiales para aislamiento ... 48
2.3.18. Simulación acústica a través de software ... 49
CAPÍTULO III: MATERIALES Y MÉTODOS ... 52
3.1. Operacionalización de variables ... 53
3.2. Tipo y diseño de la investigación ... 56
3.3. Método y diseño de la investigación ... 57
3.4. Población y muestra ... 57
3.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ... 58
3.6. Procesamiento y análisis de datos ... 58
CAPÍTULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIONES ... 60
4.1. Introducción ... 61
4.2. Resultados de las muestras seleccionadas ... 61
4.3. Materiales en elementos constructivos ... 63
4.3.1. Materiales para acondicionamiento y aislamiento acústico ... 63
4.3.2. Transmisión del sonido a través de materiales ... 63
4.3.3. Características de los materiales más utilizados ... 65
4.4. Revestimiento de los ambientes ... 70
4.4.1. Reflexiones de las ondas de sonido en techos y paredes... 70
4.4.2. Intensidad de sonido eficiente en la sala ... 71
4.4.3. Resonador de membrana ... 71
4.4.4. Trampa de graves ... 72
4.4.5. Difusores ... 73
4.4.6. Materiales fono absorbentes ... 75
4.5. Modo de colocación ... 76
4.5.1. Transmisión del sonido en la estructura ... 76
4.5.2. Aislamiento en tabiques y muros ... 78
4.5.3. Cerramientos simples ... 79
4.5.4. Cerramiento doble ... 79
4.5.5. Paneles perforados en muros ... 80
4.5.6. Pisos ... 82
4.5.7. Cielos de entrepisos ... 82
4.5.8. Absorbentes suspendidos ... 83
4.5.9. Puertas acolchadas ... 84
4.5.10. Ventanas ... 84
4.6. Problemas acústicos frecuentes, causa y soluciones ... 85
4.7. Discusión de resultados del análisis ... 87
4.7.1. Contraste de hipótesis ... 87
4.7.2. Discusión de resultados ... 89
CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 91
CONCLUSIONES ... 92
RECOMENDACIONES ... 93
SEGUNDA PARTE: Proyecto Arquitectónico ... 94
CAPÍTULO VI: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 95
6.1. Planteamiento del problema ... 96
6.1.1. Descripción del problema ... 96
6.2. Objetivos ... 97
6.2.1. Objetivos generales ... 97
6.2.2. Objetivos específicos ... 97
6.3. Justificación del tema ... 98
CAPÍTULO VII: MARCO CONCEPTUAL - NORMATIVO ... 99
7.1. Marco conceptual ... 100
7.1.1. Generalidades sobre los equipamientos de complementación académica: ... 100
7.1.2. Reseña histórica de los equipamientos de complementación académica ... 100
7.1.3. Equipamiento de complementación académica en el Perú ... 101
7.1.4. Equipamientos de complementación académica en la UNCP ... 102
CAPÍTULO VIII: USUARIO ... 106
8.1. Determinación del usuario ... 107
8.1.1. Docentes de las facultades de ciencias de la comunicación ... 107
8.1.2. Alumnos de las facultades del área de ciencias sociales ... 107
8.1.3. Personal administrativo de las facultades del área de ciencias sociales ... 109
8.2. Requerimientos de uso de laboratorio para las facultades del área de ciencias sociales ... 109
CAPÍTULO IX: ASPECTOS GENERALES ... 114
9.1. Antecedentes históricos ... 115
9.2. Aspecto físico ... 115
9.2.1. Ubicación ... 115
9.2.2. Extensión y límites ... 116
9.3. Factores climáticos ... 116
9.3.1. Temperatura ... 116
9.3.2. Vientos y precipitaciones pluviales ... 116
9.4. Equipamiento urbano ... 116
9.4.1. Equipamiento ... 116
9.4.2. Servicios básicos ... 116
CAPÍTULO X: ASPECTOS DEL LUGAR ... 117
10.1. Aspecto físico del terreno ... 118
10.1.1. Localización- ubicación... 118
10.1.2. Accesos y límites ... 120
10.1.3. Topografía ... 120
10.2. Análisis urbano ... 122
10.2.1. Sistema vial ... 122
10.2.2. Servicios ... 122
CAPÍTULO XI: PROGRAMACIÓN ARQUITECTÓNICA ... 123
11.1.1. Programa Arquitectónico ... 124
CAPÍTULO XII: PROYECTO ARQUITECTÓNICO ... 126
12.1. Concepto Arquitectónico ... 127
12.2. Partido Arquitectónico ... 128
12.3. Propuesta Arquitectónica: Espacio Forma ... 129
12.4. Tratamiento acústico en la nueva infraestructura ... 130
12.4.1. Conceptualización ... 130
12.4.2. Determinación de acondicionamiento y aislamiento acústico ... 130
12.4.3. Criterios a tener en cuenta para el diseño acústico ... 131
12.4.4. Criterios de diseño aplicados en los nuevos laboratorios ... 134
BIBLIOGRAFÍA: Referencias Bibliográficas ... 143
ANEXOS ... 145
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura N° 2.1 Clasificación de los sonidos 32
Figura N° 2.2 Propagación de una perturbación en un cilindro 32
Figura N° 2.3 Propagación superficial del agua 33
Figura N° 2.4 Ejemplo de propagación esférica en un espacio libre 33
Figura N° 2.5 Ecograma asociado a un receptor con indicación del sonido directo, las primeras
reflexiones y la cola reverberante 35
Figura N° 2.6 Ejemplo de llegada del sonido directo y de las primeras reflexiones a un receptor 35
Figura N° 2.7 Ejemplo de sonido en un oscilograma 36
Figura N° 2.8 Lectura en oscilograma de una frecuencia 36
Figura N° 2.9 Ejemplos de oscilaciones de frecuencia 1 y 10 Hz 37
Figura N° 2.10 Gráfica del tiempo de reverberación 40
Figura N° 2.11 Reflexión especular 41
Figura N° 2.12 Ley de reflexión (representación gráfica) 41
Figura N° 2.13 Diagrama de energía de sonido disipándose en una construcción de ladrillo 42 Figura N° 2.14 Difracción del sonido ejemplificada en las flechas blancas 43
Figura N° 2.15 Representación gráfica del tiempo de reverberación 44
Figura N° 2.16 Estudio de grabación 46
Figura N° 2.17 Dependencia del aislamiento sonoro de una pared con su masa 47
Figura N° 2.18 Varios ejemplos de uso de sistemas aislantes sonoros 47
Figura N° 2.19 Análisis digital de transmisión sonora en una edificación 49
Figura N° 2.20 Proceso de simulación acústica de recintos 49
Figura N° 4.1 Comportamiento de los resonadores de membrana colocados encima de muros 70
Figura N° 4.2 Ejemplo de resonador de membrana 70
Figura N° 4.3 Trampas para graves estándar 71
Figura N° 4.4 Difusores convexos estándar 72
Figura N° 4.5 Difusores estándar QRD 72
Figura N° 4.6 Difusores birradiales bidimensionales 73
Figura N° 4.7 Difusor tipo perforado con una pared en el fondo 73
Figura N° 4.8 Materiales absorbentes a base de lana de 74
Figura N° 4.9 Material absorbente a base de lana mineral 74
Figura N° 4.10 Material absorbente a base de espuma de resina de melamina 74
Figura N° 4.11 Material absorbente a base de espuma de poliuretano 74
Figura N° 4.12 Material fono absorbente 74
Figura N° 4.13 (a) Aislamiento deficiente de un tabique (b) Aislamiento adecuado de un tabique 75 Figura N° 4.14 (a) Aislamiento deficiente de un muro exterior (b) Aislamiento adecuado de un muro
exterior 76
Figura N° 4.15 Muros simples y múltiples 76
Figura N° 4.16 Cerramientos simples 77
Figura N° 4.17 Cerramiento doble 78
Figura N° 4.18 Paneles perforados en muros 79
Figura N° 4.19 Paneles estándar perforados en muros 81
Figura N° 4.20 (a) Paneles perforados en muro, material poroso (b) Ídem + fibra 80
Figura N° 4.21 Aislamiento de pisos 80
Figura N° 4.22 Detalle del cielo falso (movimiento) 81
Figura N° 4.23 Vista general de absorbentes suspendidos 81
Figura N° 4.24 Detalle de puerta 82
Figura N° 4.25 Corte de ventana sifón 83
Figura N° 4.26 Corte en ventana doble 83
Figura N° 7.1 Vista del laboratorio de análisis de agua PUCP 99
Figura N° 7.2 Sala de televisión de la Universidad de Lima 100
Figura N° 7.3 Sala audio visual del centro de idiomas británico 101
Figura N° 7.4 Sala de grabación de la universidad de Málaga 101
Figura N° 7.5 Sala de TV de la universidad de San Ignacio de Loyola 102
Figura N° 7.6 Sala de control maestro de una sala de TV 102
Figura N° 7.7 Sala de multimedia y redacción del diario “El Heraldo” 103
Figura N° 8.1 Plan de estudios de la facultad de Antropología 108
Figura N° 8.2 Plan de estudios de la facultad de Ciencias de la Comunicación 108
Figura N° 8.3 Plan de estudios de la facultad de Sociología 109
Figura N° 8.4 Plan de estudios de la facultad de Trabajo Social 109
Figura N° 9.1 Ubicación de la ciudad Universitaria en la Provincia de Huancayo 113 Figura N° 10.1 Localización del terreno en el Plan de Desarrollo Urbano de Huancayo 116 Figura N° 10.2 Plan rector de la Universidad Nacional del Centro del Perú - 2016 117
Figura N° 10.3 Localización del terreno en toma de imagen satelital 117
Figura N° 10.4 Vista panorámica del terreno para Laboratorios de Investigación de Ciencias 118
Figura N° 10.5 Vías de acceso por circunvalación norte 119
Figura N° 10.6 Acceso al terreno por circunvalación sur 119
Figura N° 10.7 Acceso al terreno por la Alameda de los Comuneros 120
Figura N° 12.1 Conceptualización de la arquitectura 125
Figura N° 12.2 Partido para el proyecto desarrollado 126
Figura N° 12.3 Propagación del ruido en locales contiguos 129
Figura N° 12.4 Impacto del ruido sobre superficies de fachadas 130
Figura N° 12.5 Tipos de control de los ambientes, vista desde el acceso principal 132 Figura N° 12.6 Tipos de control de los ambientes, vista desde circunvalación 132
Figura N° 12.7 vistas principales de la edificación 133
Figura N° 12.8 asilamiento y acondicionamiento del set tv 02 134
Figura N° 12.9 asilamiento y acondicionamiento de la sala de radio 135
Figura N° 12.10 asilamiento y acondicionamiento de la sala de auditorio 136 Figura N° 12.11 asilamiento y acondicionamiento del taller laboratorio 137 Figura N° 12.12 asilamiento y acondicionamiento de la sala de edición 138
Figura N° 12.13 asilamiento y acondicionamiento de la biblioteca 139
Figura N° 12.14 Vista de los nuevos laboratorios desde la losa deportiva 140
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla N° 2.1 Niveles de presión sonora correspondientes a sonidos y ruidos típicos, y valoración subjetiva asociada
37
Tabla N° 2.2 Nivel de presión sonora para valores de presión correspondiente 38
Tabla N° 2.3 Curvas NC recomendadas y niveles de ruido de fondo equivalentes (en dBA) 39
Tabla N° 2.4 Tiempo de reverberancia recomendado para tipos de sala 45
Tabla N° 2.5 Valores de frecuencia crítica 48
Tabla N° 3.1 Operacionalización de las variables 52
Tabla N° 3.2 Cuantificación de indicadores 53
Tabla N° 3.3 Diseño de la investigación 54
Tabla N° 3.4 Ficha técnica de materiales 57
Tabla N° 4.1 Materiales aislantes y absorbentes 62
Tabla N° 4.2 Pérdida de transmisión sonora en materiales 62
Tabla N° 4.3 Especificaciones acústicas para el Hormigón o concreto 64
Tabla N° 4.4 Especificaciones acústicas para el Block (Mampostería) 65
Tabla N° 4.5 Especificaciones acústicas para la madera 66
Tabla N° 4.6 Especificaciones acústicas para el vidrio 67
Tabla N° 4.7 Especificaciones acústicas para el ladrillo 68
Tabla N° 4.8 Problemas acústicos comunes, causas y soluciones 84
Tabla N° 8.1 Número de docentes por facultades en el año 2018 105
Tabla N° 8.2 Número de alumnos por facultades en el periodo 2012-2017 106
Tabla N° 8.3 Número de personal administrativo por facultades en el año 2018 107
Tabla N° 8.4 Número de asignaturas requeridas por facultades del área de ciencias sociales de la UNCP 110
Tabla N° 8.5 Cantidad máxima y mínima de alumnos en cada facultad 110
Tabla N° 11.1 Programa arquitectónico para el proyecto 122
Tabla N° 12.1 Márgenes recomendados de Tiempos de reverberación según el uso de la 131
Tabla N° 12.2 Cuadro de comparación de tiempos de reverberación obtenidos e ideales 140
RESUMEN
El trabajo de investigación se llevó a cabo en la Universidad Nacional del Centro del Perú y se enfoca en las facultades de Trabajo Social, Antropología, Sociología y Ciencias de la Comunicación, que conforman el área de ciencias sociales de dicha institución, las cuales se encargan de brindar un servicio enfocado en la formación académica profesional como generadoras de conocimiento y desarrollo social. Para esta tarea se llevan a cabo diversas actividades, siendo unas de estas las que se ejecutan en los laboratorios, debidamente implementados para suplir las necesidades de los estudiantes que concurren a dichas instalaciones.
Sin embargo, estas facultades no cuentan con ambientes acondicionados con las prestaciones recomendadas o deseables para el desarrollo normal de las labores referentes a las prácticas de laboratorio para los alumnos involucrados. Es por tal motivo que surge la necesidad de generar un proyecto arquitectónico elaborado, dirigido y diseñado con el propósito de facilitar la construcción de los nuevos laboratorios para las facultades
pertenecientes a las áreas de ciencias sociales de la Universidad Nacional del Centro del Perú con el fin de proporcionar a la universidad un estudio que contribuya a la implementación de equipamientos que garanticen el desarrollo académico de los alumnos de estas facultades en el ámbito del trabajo experimental.
El desarrollo del mencionado proyecto involucró ciertos requerimientos debido a la naturaleza misma de las actividades que se desarrollarán en los ambientes planteados, es por tanto que la investigación se enfoca en el control de la acústica y el acondicionamiento del recinto por medio de la recopilación bibliográfica que proporcionó las metodologías de uso más frecuente en función de los factores incidentes en el proceso de transmisión sonora y aislamiento para brindar a los ambientes las prestaciones óptimas para su funcionamiento.
Palabras Clave: Control acústico, materiales de construcción, revestimiento, modo de colocación.
ABSTRACT
The research work was carried out at the National University of the Center of Peru and focuses on the faculties of Anthropology, Social Work, Sociology and Communication Sciences, which make up the area of social sciences of the institution, which are responsible for to provide a service focused on professional academic training as generators of
knowledge and social development. Various activities are carried out for this task, some of which are carried out in the laboratories, duly implemented to meet the needs of the students who attend these facilities.
However, these faculties do not have environments equipped with the recommended or desirable services for the normal development of the tasks related to laboratory practices for the students involved. It is for this reason that the need arises to generate an architectural project oriented to the construction of new laboratories for the faculties of the area of social sciences of the UNCP with the purpose of providing the university with a study that
contributes to the implementation of equipment that guarantee the academic development of the students of these faculties in the field of experimental work.
The development of the aforementioned project involved certain requirements due to the very nature of the activities that will be carried out in the proposed environments,
therefore, the research focuses on the control of the acoustics and the conditioning of the site by means of the bibliographic compilation It provided the most frequent methodologies based on the incidents factors in the process of sound transmission and isolation to provide
optimum performance for the environments.
Keywords: Acoustic control, construction materials, coating, installation method.
INTRODUCCIÓN
Una parte importante para el desarrollo académico profesional es, indiscutiblemente, aquella que se lleva a cabo en los laboratorios académicos, debidamente implementados y especializados para determinada área del conocimiento; ya que proveen al estudiante de un entorno adecuado, no sólo en al ámbito de la enseñanza de las ciencias sino también en el de la investigación, para alcanzar un aprendizaje significativo o llegar a una verdad esperada.
Los espacios mencionados corresponden a diversos fines en relación al uso con el que son concebidos en un principio y con otras necesidades emergentes de los usuarios finales. Es necesario destacar que su valor radica en que permiten demostrar el comportamiento y la experiencia de un fenómeno de interés o de ciertos procesos de importancia para la obtención de conocimientos específicos y complementan las enseñanzas impartidas en las aulas, además de que en el terreno de la investigación permiten adelantar el estado del entendimiento y realizar investigación de vanguardia.
Estas facultades de Antropología, Sociología, Trabajo Social y Ciencias de la Comunicación de la UNCP tienen por objetivo formar profesionales competentes y comprometidos con el desarrollo y la investigación, sin embargo, este cometido se ve mermado por la ausencia de espacios debidamente acondicionados donde los estudiantes lleven a cabo las actividades pertinentes que los pongan en contacto directo con las experiencias y saberes requeridos para una formación empírica complementaria.
La siguiente investigación tiene por objeto determinar algunas características importantes de diseño y de uso de materiales poniendo especial énfasis en el control de la acústica en los nuevos laboratorios pertenecientes a estas facultades en la Universidad Nacional del Centro del Perú, para lo cual se ha visto pertinente seccionar el estudio de esta forma:
El capítulo I, correspondiente al planteamiento del problema considera también
generalidades, el cual está compuesto por una descripción de la situación general, se plantea el problema, la declaración de objetivos, la justificación del estudio, las limitaciones
encontrados en el estudio y de define el alcance, se formula la hipótesis y se identifican las variables manejadas, además del análisis de la viabilidad para el estudio.
El capítulo II, se refiere al marco teórico sobre el que se sustenta y dirige el estudio, se presentan los antecedentes, un marco legal y la base teórica referente a los conceptos tratados a lo largo de la investigación.
El capítulo III, se describen los métodos y materiales utilizados, desarrollando la descripción de la forma en que se va a proceder a operar con las variables, se describe el diseño y también el tipo de investigación, se define a la población y la muestra consideradas, la técnica y los instrumentos utilizados para manipular los datos que fueron considerados para el estudio, así como el análisis y procesamiento de datos.
El capítulo IV, se constituye por los resultados obtenidos y la discusión llevada a cabo, analizando los resultados obtenidos y validando mediante la base bibliográfica el rechazo o aceptación de la relación existente para las variables.
El capítulo V, constituido por las conclusiones que se obtuvieron posteriormente al estudio y las recomendaciones formuladas producto del estudio.
Posteriormente, se procede a la segunda sección denominada proyecto arquitectónico, en la cual se podrán encontrar los siguientes capítulos:
El capítulo VI, el cual se propone describir y plantear el problema describe la situación producida por la carencia de espacios debidamente implementados, así como los la
justificación del proyecto y los objetivos propuestos al término éste.
El capítulo VII, enmarca el proyecto en el contexto apropiado (marco conceptual), así mismo se contempla los aspectos referentes a normas legales en nuestro país.
El capítulo VIII, estará constituido por el detalle de los usuarios, su caracterización y se hará una determinación de aspectos relevantes.
El capítulo IX, lo constituyen los aspectos generales del área de estudio, la UNCP, específicamente el terreno destinado para la construcción del proyecto, entre los cuales se puede hallar: equipamientos, aspectos físicos, factores climáticos, etc.
El capítulo X, se encarga de describir algunos aspectos del lugar destinado para el proyecto, considerando por ejemplo la ubicación y localización del terreno, los límites y accesos, una breve descripción de los servicios básicos actuales, un análisis urbano y la topografía.
El capítulo XI, en el que se organiza la programación arquitectónica para el diseño del equipamiento propuesto.
El Capítulo XII, se presenta el proyecto planteado en el cual se hará uso de los
conocimientos adquiridos a través del trabajo de investigación presentado en la primera parte.
Por último, se muestra la bibliografía utilizada y a la cual se recurrió para finalizar presentando los anexos concernientes al estudio.
PRIMERA PARTE:
Proyecto de Investigación
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
1.1. Planteamiento del problema
1.1.1. Descripción del problema
No sólo es una parte imprescindible del proceso de aprendizaje y una herramienta que dota de un valor agregado a la enseñanza universitaria, una fase experimental practica es decisiva para generar conocimiento.
Sin duda, el trabajo práctico y, en particular, las actividades de laboratorio constituyen un hecho diferencial propio de la enseñanza de la ciencia y la tecnología. Hace casi trescientos años que John Locke propuso la necesidad de que los estudiantes
realizaran trabajo práctico en su educación, y a finales del siglo IX ya formaba parte integral del currículo de ciencias en Inglaterra y Estados Unidos. Desde entonces, se ha mantenido una fe inamovible en la tradición que asume la gran importancia del trabajo práctico para la enseñanza de las ciencias. (Barberá y Valdés, 1996, p.2) Las facultades de Antropología, Trabajo Social, Sociología y Ciencias de la Comunicación de la UNCP han venido desarrollando sus actividades académicas alternando en los pabellones “E” y “A” de la universidad, donde se cubre de manera parcial las necesidades de espacio e infraestructura para las actividades que requieren de laboratorios y talleres que suplan las necesidades de las cuatro facultades mencionadas.
De este modo se hace evidente la necesidad del diseño e implementación de espacios audiovisuales, talleres académicos y demás áreas que proporcionen a los estudiantes de estas carreras las prestaciones necesarias para llevar a cabo actividades complementarias a su formación profesional; las cuales serán determinadas por los requerimientos
específicos de las facultades.
Una característica importante y diferenciadora para el desarrollo eficiente de este tipo de instalaciones es el manejo y control de la acústica dentro de los espacios que la constituyen. Esto por la naturaleza misma del conjunto de actividades que se realizan dentro del recinto, siendo que para algunos casos se requerirá, por ejemplo, de un alto nivel de absorción acústica y para otros se buscará potenciar la percepción sonora; cada una de estas instancias con el objetivo de propiciar una buena producción audiovisual o una buena sesión académica.
La necesidad de proveer espacios confortables y que favorezcan, o faciliten al menos el desarrollo de determinada actividad de los usuarios que recurren regularmente a sus ambientes involucra una serie de consideraciones que se distribuyen en determinados
campos del conocimiento y que representan condiciones deseables para la consecución de objetivos planteados con propósitos específicos.
Estos temas de interés plantean un análisis previo de las diferentes metodologías desarrolladas para cada caso particular que permita comprender los aspectos físicos, mecánicos o químicos que intervienen en determinados fenómenos como son el calor percibido, la ventilación, la iluminación, o en este caso, la acústica. La acústica
resultante de un conjunto de características arquitectónicas aplicadas a las edificaciones responde a decisiones de diseño y acabados implementados a la arquitectura de estas y deben de optimizar las prestaciones brindadas, a través del presente trabajo de
investigación se pretende proporcionar un estudio enfocado en lograr una propuesta para el diseño de instalaciones coherentes y óptimas para el desarrollo de las actividades académicas prácticas.
El siguiente trabajo de investigación tiene por finalidad determinar características pertinentes para el diseño de los laboratorios del área de ciencias sociales de la
universidad y proponer recomendaciones en función del control de la acústica por medio de las metodologías acordes con este propósito1, lo que dotará finalmente de un sustento teórico sobre el cual se fundamente la propuesta para la construcción posterior de un proyecto arquitectónico ideado para a la implementación de laboratorios, los cuales suplan las necesidades para las prácticas en laboratorios de las carreras antes mencionadas de manera eficiente.
1.2. Formulación del problema 1.2.1. Problema general
Para sacar adelante la investigación se procede a establecer el problema general de la forma:
¿Cómo influyen las características constructivas en el control de la acústica de los nuevos laboratorios y talleres para las áreas de ciencias sociales en la UNCP?
1.2.2. Problemas específicos
Derivando del problema general y en relación con la temática involucrada se presentan también los problemas específicos siguientes:
1 Materiales recomendados, revestimientos, modo de colocación.
¿Cuál es la relación entre los tipos de materiales utilizados para la construcción y el control de la acústica en los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP?
¿Cómo implementar metodologías de diseño para optimizar el control de la acústica en los nuevos laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP?
¿Cómo influye el revestimiento de los ambientes en el control de la acústica en los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP?
¿Qué relación existe entre el modo de colocación del elemento
constructivo y el control de la acústica de los nuevos laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP?
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivos generales
El objetivo general del estudio se establece como:
Determinar la influencia de las características constructivas en el control de la acústica de los nuevos laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
1.3.2. Objetivos específicos
Los objetivos específicos planteados para el trabajo de investigación son los que se muestran a continuación:
Establecer la influencia de los tipos de materiales utilizados para la construcción en el control de la acústica en los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
Identificar las metodologías en diseño para suplir los requerimientos acústicos de las carreras que componen el área de ciencias sociales de la UNCP.
Determinar cómo influye el revestimiento de los ambientes en el control de la acústica en los laboratorios.
Definir la influencia entre el modo de colocación del elemento constructivo y el control de la acústica para los laboratorios de las facultades de ciencias sociales de la UNCP.
1.4. Justificación
El trabajo de investigación, el cual se llevará a cabo se sostiene sobre los argumentos siguientes:
En primer lugar quiero aprovechar la oportunidad de darle solución a un problema evidenciado dentro de mi centro de estudios superiores en cuanto a las instalaciones
adecuadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú y específicamente a las facultades de ciencias sociales por medio de una investigación metodológica con sustento arquitectónico a través del cual se pueda llevar a cabo la implementación de un proyecto de arquitectura dirigido hacia las implementación y construcción de los ambientes requeridos por las facultades mencionadas con el propósito de que los estudiantes puedan complementar su preparación académica haciendo uso de laboratorios especializados y debidamente equipados.
Es por tanto necesario conocer los fundamentos de las diferentes metodologías para el control de la acústica y que factores son incidentes en el fenómeno a través del cual suceden la transmisión, atenuación y demás fenómenos asociados al sonido con el fin de determinar parámetros que favorezcan el establecer de manera precisa las consideraciones pertinentes para todos los casos particulares y permitan la puesta en marcha del proyecto.
Además, realizar el estudio se sustenta en un interés profesional puede justificarse debido a que:
El poder determinar la relación entre esta variable sobre el control de la acústica, los conocimientos obtenidos me proporcionarán las capacidades, además de la potestad de generar estrategias de diseño para incrementar el aprovechamiento de futuras clases prácticas a realizarse además de la calidad de producción en las instalaciones a raves de la aplicación de los conocimientos que se han adquirido a lo largo de mi educación en arquitectura y plasmarlos en un caso práctico con el propósito de darle solución a una necesidad específica por medio de la presente tesis.
Justificación práctica
El resultado final, además de la aplicación de las recomendaciones formuladas como resultado del trabajo de investigación del que se constituye el presente estudio, como ya se ha mencionado pretende influir de forma positiva e incremental en la funcionalidad y
prestaciones de las instalaciones que se desea implementar y de este modo resolver una necesidad evidenciada en la ausencia de laboratorios que contribuyan en el desarrollo integral de las actividades de formación académica de las facultades involucradas a través de una investigación basado en metodologías dirigidas hacia el control de la acústica y en los elementos involucrados para la correcta implementación de los espacios requeridos teniendo en cuenta las consideraciones pertinentes para los requerimientos encontrados.
Justificación metodológica
Posteriormente a la revisión de la bibliografía recopilada y pertinente para la situación planteada además de otros datos existentes y relacionados con los elementos de interés, se determinó que debía procederse con una investigación que pusiera a prueba algunas de las metodologías que tienen relación con el control de la acústica y diseño que permitan lograr la implementación de los espacios requeridos.
Justificación teórica
A través del presente estudio no se han propuesto el desarrollo de nuevas teorías de diseño o construcción, pero si hacer una recopilación de las que tuvieran potencial en relación con la solución para este caso y que fueran aplicables para su implementación en los
ambientes necesarios para suplir las necesidades académicas de los estudiantes de las facultades de Antropología, Trabajo Social, Sociología y ciencias de la comunicación de la Universidad Nacional del Centro del Perú.
1.5. Delimitación de la investigación 1.5.1. Espacial
Debido a la ubicación del terreno destinado al proyecto y a la población pertinente para el caso de estudio se ha determinado que el proyecto se ha de realizar en la ciudad de Huancayo, y específicamente en la Universidad Nacional del Centro del Perú, abarca además el área destinada para este propósito específico, las facultades de Antropología, Trabajo Social, Ciencias de la comunicación y sociología. Del mismo modo todas las áreas destinadas para el proceso de enseñanza experimental y su utilización dentro de las actividades educativas que se vienen desarrollando.
1.5.2. Temporal
Se viene realizando una recopilación de datos e información relevante para el trabajo de investigación desde noviembre del año 2017, del mismo modo, el análisis, evaluación y procesamiento de éstos en base a bibliografía pertinente y la discusión sobre la
información obtenida se ha venido haciendo a partir de abril del actual año 2019.
1.5.3. Conceptual
El trabajo que se presenta está enmarcado principalmente en relación a conceptos referentes a sonido, elementos constructivos y valoración de materiales utilizados en la arquitectura, concretamente los que tienen relación con el control de la acústica, implementando técnicas que promovieron la comprensión de los fenómenos
evidenciados y proveyeron algunos indicadores cualitativos sobre el manejo de ésta para aplicarlos al diseño arquitectónico de las nuevas instalaciones del laboratorio.
A lo largo del desarrollo del estudio se hizo uso de la recopilación bibliográfica pertinente para establecer características concretas de los fenómenos evidenciados en los diversos escenarios y requerimientos de las facultades mencionadas en su proceso educativo y la elaboración de estándares con el fin de establecer un referente del que se hará uso posteriormente en la implementación de un proyecto arquitectónico diseñado para orientar la construcción del nuevo laboratorio para las facultades de ciencias sociales de la UNCP.
1.6. Alcances y limitaciones
A lo largo del presente estudio se van a explorar algunas características arquitectónicas y su influencia sobre el control de la acústica en los nuevos laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP, donde se hará uso de los ambientes para los diversos requerimientos académicos de los estudiantes de las facultades involucradas. Así mismo se pretende
establecer las recomendaciones, características relevantes y deseables en cada caso emergente para elaborar una base teórica sobre la cual determinar alternativas que representen un
potencial incremento en la funcionalidad durante el curso de las actividades de educación e investigación para la formación de profesionales competentes en estas carreras.
Algunas de la limitantes encontradas al momento de poner en marcha es estudio fue la desactualización de algunos datos relevantes recibidos por parte de las autoridades de la universidad, la ausencia de ambientes adecuados para la puesta en marcha de pruebas de campo recomendadas, el desconocimiento y falta de coordinación por parte de las facultades involucradas y autoridades competentes, sin embargo dicho problema se pudo afrontar a través del contraste con casos que resultaron similares, proyecciones establecidas en documentos pertinentes y las especificaciones técnicas recomendadas para casos de uso.
1.7. Formulación de la hipótesis 1.7.1. Hipótesis general
Hi: El elemento constructivo y su modo de utilización en el proyecto arquitectónico influyen en el control de la acústica y son aplicables para los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
Ho: Los elementos constructivos y su modo de utilización en el proyecto arquitectónico no influyen en el control de la acústica y no son aplicables para los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
1.7.2. Hipótesis específicas
Hi1: Los diferentes tipos de materiales utilizados como elemento constructivo
influirían en el control de la acústica en los laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
Hi2:Las actividades que se llevan a cabo en las diversas carreras del área de ciencias sociales de la UNCP influyen en los requerimientos acústicos de los nuevos
laboratorios.
Hi3: El revestimiento de los ambientes influye en el control de la acústica en los laboratorios.
Hi4: La forma de colocación del elemento constructivo influye en el control de la acústica para los nuevos laboratorios del área de ciencias sociales de la UNCP.
1.8. Identificación de variables
La presente tesis se ha formulado bajo el estudio de la relación entre las variables siguientes:
Variable independiente
X=Características constructivas
Indicadores:
Materiales de construcción
Revestimientos
Modo de colocación Variable dependiente
Y=Control de la acústica
Indicadores:
Absorción de ruido
Sonoridad
Aislamiento de ruido 1.9. Viabilidad
1.9.1. Viabilidad técnica
Con el fin de sacar adelante el trabajo de investigación y la revisión bibliográfica se utilizó diversos recursos tecnológicos a disposición como es el caso del software de acceso público para la elaboración de tablas y figuras, así como la redacción de
documentos y el uso de buscadores de internet. Es así que se vio necesario para procesar la información el uso de un equipo de cómputo que cuente con la posibilidad de acceder
a internet, equipado además con especificaciones técnicas recomendables para el procesamiento de los datos recopilados.
1.9.2. Viabilidad social
Se tendrá en consideración a los diferentes grupos sociales involucrados para el estudio, así como el grado de aceptabilidad y el nivel de intervención directa o indirecta para cada uno de ellos. Se realizará un estudio de algunos de los grupos de interés, sus mandatos, capacidad respecto al tema y posiciones relativas a potenciales
intervenciones.
Se prevé la eventual aparición de conflictos de interés entre los grupos involucrados, para este caso se implementarán medidas en el diseño que propicien los mecanismos óptimos para su mitigación dentro del ámbito del cumplimiento de los propósitos establecidos para el desarrollo de la tesis.
1.9.3. Viabilidad operativa
Este aspecto se vio determinado por el uso eficiente de la información recolectada para llevar a cabo la investigación, así como la aplicación de los conocimientos obtenidos para determinar una metodología pertinente para el caso de interés con el objetivo de proporcionar una solución adecuada parala problemática general planteada, la tesis resultante es por tanto viable operativamente hablando ya que los requisitos del proceso de abordar la temática a través de este estudio de investigación se satisfacen de manera eficiente.
1.10. Metodología
1.10.1. Caracterización metodológica Tipo de investigación
Se presenta una investigación de tipo cualitativa que proporcione valores perceptibles para las diferentes características de interés que influyen en el control acústico en los ambientes de los nuevos laboratorios para las facultades de ciencias sociales de la UNCP.
Nivel de investigación
El presente trabajo se va a desarrollar bajo una investigación correlacional, debido a que se pretende determinar el grado de la relación existente entre dos conceptos; en este caso, los diferentes materiales constructivos, así como su modo de utilización y
colocación para el diseño de los laboratorios de las facultades de ciencias sociales orientado al control de la acústica obtenido a través de estos.
Diseño de la investigación
La investigación utilizará un diseño no experimental, descriptivo correlacional.
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
2.
2.1. Antecedentes teóricos
Antes de abordar el problema planteado se ha visto conveniente incursionar sobre la bibliografía previa con el propósito de entender el estado actual del arte referido a los temas involucrados, comprenden los conceptos fundamentales de sonido, así como la naturaleza, propagación y manipulación de este, función de los materiales de construcción, las
características del revestimiento a utilizar, el modo de colocación de estos y su potencial influencia en el control de la acústica de espacios arquitectónicos. Se ha conseguido recopilar información pertinente de los temas involucrados; en publicaciones literarias, tesis y artículos de divulgación científica que proporcionan un sustento teórico valioso. Estos documentos representan el contexto adecuado para la elaboración del trabajo de investigación y conforman de esta manera el marco teórico de la tesis, del mismo modo establece los
indicadores adecuados para un posterior análisis que permita determinar la solución posible al problema general planteado.
A continuación, se presentan los principales trabajos de investigación que sirven como antecedentes para la presente tesis.
A.1 Lancerio Echeverría Keila Hanameel (2015). Manual de Materiales Acústicos en la Arquitectura. Tesis presentada para optar el título de Arquitecta. Universidad de San Carlos. Guatemala-Guatemala.
Para el diseño, planificación y presupuesto de un proyecto arquitectónico, muchas de las veces requerimos que el espacio sea funcional, tanto formalmente como acústicamente, por lo que se convierte en un reto adecuar el ambiente a las necesidades, para ello necesitamos múltiples disciplinas y ciencias que aseguren el confort y funcionamiento del mismo.
El sonido dentro de un ambiente hoy en día se ha convertido en uno de los aspectos principales al momento de diseñar un ambiente, ya que por más estético que sea el ambiente, si las capacidades acústicas del ambiente no son completas nunca se dará un confort adecuado, tanto en casos mínimos o en casos extremos dañar la salud de los usuarios.
La acústica debe y debería ser parte integral de cada uno de los proyectos. Actualmente en Guatemala se diseñan espacios públicos con una acústica inadecuada, por lo que el tratamiento acústico posterior tiende a ser más difícil de ejecutar en comparación a los
proyectos que se planean de antemano, tanto para aislamiento y acondicionamiento acústico.
Para comprender como debe ser la aplicación de la acústica en la arquitectura, primero debemos saber cómo funciona el sonido y cómo funcionan distintos materiales de construcción ante el sonido, para aplicarlo correctamente en los anteproyectos.
En el siguiente material se recabó conceptos básicos de sonido, acústica, aislamiento acústico para la fácil aplicación en ambientes y sus cálculos.
Mientras más nos informemos como arquitectos sobre los temas de acústica mayor impacto auditivo y visual tendrá nuestros proyectos y protegeremos al usuario auditivamente y crearemos ambientes confortables y funcionales para Guatemala.
(Lancerio, 2015, p.10)
Esta tesis presenta un estudio metodológico enfocado en describir las características de los materiales de uso más frecuente en la construcción y determinar su influencia en el aislamiento y el acondicionamiento acústico, es por tanto una investigación de relevancia para la presente tesis ya que sirve de referente para la selección de los temas de interés tratados.
A.2 Baca Berrío William & Seminario Castro Saúl (2012). Evaluación de Impacto Sonoro en la Pontificia Universidad Católica del Perú. Tesis presentada para optar el título de Ingeniero Civil. Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima-Perú.
El creciente desarrollo económico y demográfico del Perú, experimentado en las últimas décadas, tiene implicancias favorables en aspectos macroeconómicos quedando
pendiente la evaluación que estos causan en el ambiente. Es recientemente en los últimos años donde se ha tomado en cuenta esta afectación y se han adoptado diferentes medidas de mitigación.
La presente tesis trata de enfocar uno de los muchos impactos ambientales que se experimenta en la actualidad: La contaminación sonora, y se limitará a analizar los exteriores dentro del campus universitario en la Pontificia Universidad Católica del Perú (P.U.C.P.).La temática que se enfoca consiste en realizar un registro de los niveles de presión sonora en estos lugares mediante el uso de dispositivos de medición acústica (sonómetros);con estos se estiman los niveles de ruido respecto a las recomendaciones propuestas por la Organización Mundial de la salud (OMS) y las indicadas en el
Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido (Decreto Supremo Nº 85-2003-PCM publicada el 30/10/2003). (Baca y Seminario, 2012, p.1) El trabajo de investigación presentado trata el tema de la contaminación sonora y plantea sistemas de medición y análisis de los niveles de ruidos permisibles y/o aceptables dentro de espacios públicos, aporta a la presente tesis en el sentido de que provee de mecanismos de asignación cualitativa a los fenómenos acústicos percibidos en un caso de interés específico.
A.3 Zuñiga Guic Enrique Omar (2013). Diseño de Estudio de Grabación Proyecto Centro Cultural Gabriela Mistral. Tesis para optar el título profesional de Ingeniero Acústico. Universidad Austral de Chile. Santiago-Chile.
En el presente trabajo se presentan los aspectos fundamentales de diseño y construcción de un estudio de grabación. Además del desarrollo del proyecto de construcción de un estudio de grabación en el centro cultural Gabriela Mistral de la región Metropolitana.
En el anexo se muestra los planos arquitectónicos de este junto con las especificaciones técnicas de diseño para su elaboración. (Zuñiga, 2013, p.3)
Uno de los grandes desafíos de diseño que se identificaron al momento de formular el problema de investigación fue el de los ambientes requeridos para los laboratorios de las facultades del área de ciencias sociales de la UNCP, siendo quizá el de mayor complejidad un estudio de grabación y difusión para la facultad de ciencias de la comunicación. La tesis anteriormente presentada plantea los lineamientos generales y los requerimientos básicos para la implementación de instalaciones de este tipo, por lo tanto, representa un antecedente
valioso para el presente trabajo de investigación.
2.2. Marco legal
Con el propósito de situar el estudio dentro de un ámbito adecuado y un contexto pertinente se ha considerado, aunque no de manera directa, normatividad técnica referente a laboratorios, espacios públicos, seguridad y salubridad. Dichas normas, declaradas por el gobierno de nuestro país y las autoridades competentes deberán ser consideradas en la elaboración del proyecto.
Se estima que, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), no se presenta un riesgo inminente de deterioro auditivo para un entorno en que el ambiente y los niveles de
sonido se mantengan bajo los 75 dB para una jornada de trabajo de ocho horas y ponderación de tipo “A”. La ANSI2 propone el límite como 80 dB tratándose de la misma ponderación.
En el RENCA3 para ruido según el DS Nº 085-2003-PCM, capítulo 1, artículo 4 que corresponde a los ECA4, determina los valores máximos de ruido para el ambiente, los cuales no deben excederse para la conservación de la salud humana. Los ECA’s establecen como indicador el Nivel de Presión Sonora Continuo Equivalente y considera las zonas de uso y horarios, que se establecen en el Anexo Nº 1 de la misma.
2.3. Marco teórico
El problema planteado presenta una serie de conceptos e ideas referentes al tema de estudio planteado que varían en complejidad y que comprenden áreas del conocimiento específicas, se presenta a continuación el marco teórico que establece al mismo tiempo un contexto pertinente para el caso de estudio, así como una base conceptual de los términos, métodos y características utilizados a lo largo de la presente tesis.
2.3.1. Sonido
Se puede conceptualizar el sonido de maneras diversas en relación con la dinámica de los elementos que componen el fenómeno sonoro, una conceptualización acertada del sonido sería, por ejemplo:
Vibración mecánica que se propaga a través de un medio material 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, además, se asocia con el concepto de estímulo físico. (Carrión, 1998) Se puede deducir entonces que el sonido se trata de la propagación de un estímulo que actúa (para nuestro caso de interés5) en el aire. Además, los sonidos presentan una
clasificación que varía de acuerdo a la característica que se quiera referenciar, la más común es aquella que se enfoca en la repetición continua del estímulo en función del tiempo:
2 American National Standards Institute
3 Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental
4 Estándares Primarios de Calidad
5 Otros medios elásticos pueden ser: El agua, madera, otros gases, etc.
Fig. N° 2.1: Clasificación de los sonidos Fuente: Gordón, N. (2016)
2.3.2. Generación y propagación del sonido
Para referencias futuras dentro del trabajo de investigación, se recomienda un interesante ejercicio didáctico, según Cabrera (2010) propone:
Imaginemos un tubo muy largo lleno de aire, con un pistón en un extremo. El aire está formado por una cantidad muy grande de pequeñas partículas o moléculas.
Inicialmente, el aire dentro del tubo está en reposo, o, más técnicamente, en equilibrio (Figura N° 2.2). Este equilibrio es dinámico6, lo cual significa que las moléculas no están quietas, sino que se mueven caóticamente en todas las direcciones debido a la agitación térmica, pero con la particularidad de que están homogéneamente repartidas en el interior del tubo. En otras palabras, en cada centímetro cúbico (cm3) de aire, ya sea cerca del pistón o lejos de él, hay aproximadamente la misma cantidad de
moléculas.
Fig. N° 2.2: Propagación de una perturbación en un cilindro Fuente: Cabrera, J. (2010)
6 Del tratado de fundamentos para las ondas sonoras y acústica (2010).
El proceso se repite así en forma permanente, con lo cual la perturbación original (la compresión del aire cercano al pistón) se propaga a lo largo del tubo alejándose de la fuente de la perturbación (el pistón). Este proceso se denomina también propagación de una onda sonora, y es similar a lo que sucede cuando en una pileta en calma se deja caer una piedra. En el instante en que la piedra golpea el agua, se produce una
perturbación, que se propaga en forma de una circunferencia cuyo radio va en aumento, como se aprecia en la Figura N° 2.3.
Fig. N° 2.3: Propagación superficial del agua Fuente: Cabrera, J. (2010)
Siguiendo con la analogía de la piedra que cae en la pileta, podemos pensar en una sucesión de gotas que caen sobre la superficie del agua, lo cual dará lugar a una serie de círculos concéntricos que van agrandándose a medida que van surgiendo nuevos círculos. Análogamente, al aire libre, y lejos de toda superficie capaz de reflejar el sonido, las sucesivas perturbaciones se propagarán como esferas concéntricas crecientes que se alejan de la fuente. En presencia de superficies reflectoras, la onda deja de ser esférica para volverse sumamente compleja.
Fig. N° 2.4: Ejemplo de propagación esférica en un espacio libre Fuente: Cabrera, J. (2010)
Muchas veces se habla de campo sonoro para referirse a la forma en que se distribuye el sonido en los diversos puntos de un determinado espacio, por ejemplo, dentro de una sala o al aire libre. (p.4-5)
El emisor del sonido recibe el nombre de fuente sonora (de diferente origen, natural o artificial). El fenómeno denominado sonido se presenta cuando la fuente mencionada se encuentra en vibración. La vibración actúa sobre las partículas de aire contiguas a ella y esto se traduce en una reacción en cadena de la que se compone el evento.7
2.3.3. Sonido reflejado
Al analizar la evolución temporal del sonido reflejado en un punto cualquiera del recinto objeto de estudio, se observan básicamente dos zonas de características
notablemente diferenciadas: una primera zona que engloba todas aquellas reflexiones que llegan inmediatamente después del sonido directo, y que reciben el nombre de primeras reflexiones o reflexiones tempranas (“early reflections”), y una segunda formada por reflexiones tardías que constituyen la denominada cola reverberante.
Si bien la llegada de reflexiones al punto en cuestión se produce de forma continua, y por tanto sin cambios bruscos, también es cierto que las primeras reflexiones llegan de forma más discretizada que las tardías, debido a que se trata de reflexiones de orden bajo.
Se dice que una reflexión es de orden “n” cuando el rayo sonoro asociado ha incidido “n”
veces sobre las diferentes superficies del recinto antes de llegar al receptor.
La representación gráfica temporal de la llegada de las diversas reflexiones, acompañadas de su nivel energético correspondiente, se denomina ecograma o reflectograma. En la figura N° 2.5 se representa de forma esquemática la llegada de los diferentes rayos sonoros a un receptor junto con el ecograma asociado, con
indicación del sonido directo, la zona de primeras reflexiones y la zona de reflexiones tardías8. (Carrión, 1998, p.12)
7 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 denomina propagación de la onda sonora.
8 Fenómeno conocido como: Cola reverberante.
Fig. N° 2.5: Ecograma asociado a un receptor con indicación del sonido directo, las primeras reflexiones y la cola reverberante
Fuente: Carrión, A. (1998)
Fig. N° 2.6: Ejemplo de llegada del sonido directo y de las primeras reflexiones a un receptor Fuente: Carrión, A. (1998)
2.3.4. Representación gráfica del sonido
Entendiendo la naturaleza física del sonido, así como la forma en que se propaga por el medio elástico dado se debe considerar también la forma en que se presentan las perturbaciones sucesivas. De este modo, puede darse el caso de que las perturbaciones sean resultado del estímulo constante de la fuente sonora, o de otra forma toda
perturbación se tratara de una nueva vibración de nuevas fuentes sonoras.
Fig. N° 2.7: Ejemplo de sonido en un oscilograma Fuente: Cabrera, J. (2010)
Se puede apreciar tres ciclos o periodos completos de un determinado sonido. El eje horizontal avanza en función del tiempo y el eje vertical interactúa con la presión sonora. La forma de la onda que se presenta es para este caso particular relativamente compleja.
El significado de este gráfico es que para cada instante t, representado como un punto o posición en el eje horizontal, corresponde una presión sonora p, representada por una altura medida en la escala del eje vertical. Los valores positivos (arriba del eje t) representan compresiones y los valores negativos (debajo del eje t), descompresiones.
En la figura N° 2.8 se puede apreciar que T es la duración de cada ciclo o porción repetitiva de la onda. En la figura N° 2.9, se ha dibujado la onda durante un tiempo de 1s. (en otra escala). Dado que hay 12 ciclos en dicho tiempo, la frecuencia es de 12 Hz. (Cabrera, 2010, p.17)
Fig. N° 2.8: Lectura en oscilograma de una frecuencia Fuente: Cabrera, J. (2010)
2.3.5. Frecuencia del sonido
Un valor representativo que aparece constantemente dentro de la bibliografía
pertinente a trabajos de acústica es el de la frecuencia de sonido, Carrión (1998) afirma:
El número de oscilaciones por segundo de la presión sonora p se denomina frecuencia (f) del sonido y se mide en hertzios (Hz) o ciclos por segundo (c/s). Lógicamente, la
frecuencia del sonido coincide con la frecuencia de la vibración mecánica que lo ha generado. (p.19)
Fig. N° 2.9: Ejemplos de oscilaciones de frecuencia 1 y 10 Hz Fuente: Carrión, A. (1998)
2.3.6. Nivel de presión sonora
Como se ha mencionado la presión sonora constituye la manera más habitual de expresar la magnitud de un campo sonoro. La unidad de medida es el Newton/metro2 (N/m2) o Pascal (Pa). En principio, el valor a considerar es la diferencia entre el valor fluctuante de la presión sonora total PT y su valor de equilibrio P0. Debido a la variación de dicha magnitud con el tiempo, se utiliza como valor representativo su promedio temporal, que recibe el nombre de valor eficaz o r.m.s.9. Ahora bien, la utilización de dicho valor eficaz da lugar a una serie de problemas cuyo origen se halla en el comportamiento del oído humano y que a continuación se exponen:
En la tabla 2.1 se muestran los niveles de presión sonora correspondientes a una serie de sonidos y ruidos típicos, junto con la valoración subjetiva asociada.
Tabla 2.1
Niveles de presión sonora correspondientes a sonidos y ruidos típicos, y valoración subjetiva asociada
Fuente: Carrión, A. (1998)
9 Root Mean Square
