ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA ALEXANDRA MARTÍNEZ TORÍO

ÍNDICE INTRODUCCIÓN CUALIDADES ACÚSTICAS MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA ACÚSTICA DE ESPACIOS INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS REFERENCIAS

INTRODUCCIÓN El Sonido Fenómeno que involucra la propagación de ondas elásticas a través de un fluido que esté generando un movimiento vibratorio de un cuerpo. El sonido audible: oscilaciones en la presión del aire  convertidos en ondas mecánicas para el cerebro. Involucra transporte de energía sin transporte de materia. Onda longitudinal. Definición de Platón.

INTRODUCCIÓN El Decibelio Unidad relativa que representa la relación entre dos magnitudes. Es una unidad logarítmica representada por dB. Un belio, la unidad original, equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre la magnitud de referencia. Dos belios representan un aumento de cien veces (2 es el logaritmo decimal de 100) en la potencia.

INTRODUCCIÓN La Acústica Arquitectónica Estudia los fenómenos vinculados con la propagación del sonido. Incluye la aislación acústica de ciertos lugares para una cierta aplicación. Tiene en cuenta las cualidades acústicas: propiedades relacionadas con el comportamiento del sonido. Reflexiones tempranas Reverberación Ecos Resonancias

CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO El Tono Frecuencia fundamental de las ondas sonoras. Permite distinguir entre graves, agudos y medios. El rango de frecuencias audible por el hombre está entre 20 y 20000 Hz. Las frecuencias inferiores a 20Hz son infrasonidos. Las frecuencias superiores a 20000Hz son ultrasonidos.

CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO La Intensidad Cantidad de energía acústica que contiene un sonido. Determinado por la potencia, que a su vez lo está por la amplitud. Por lo tanto, podemos distinguir entre sonidos fuertes o débiles. Los sonidos percibidos deben estar entre el umbral auditivo (0dB) y el umbral de dolor (140dB)

CUALIDADES ACÚSTICAS DEL SONIDO El Timbre Confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Permite distinguir dos sonidos con el mismo tono o nota musical, con la misma intensidad, producidos por instrumentos distintos. La Duración Determina el tiempo de vibración de un objeto Distingue entre sonidos cortos, largos, …

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Ecos Reflexión que retorna al punto donde se encuentra la fuente después de emitido el sonido. El tiempo que tarda en producirse t viene relacionado con la distancia d a la que se encuentra la superficie reflectora más próxima mediante: t=2d/c Se deduce que la distancia mínima a la que debe estar la superficie reflectora para que el eco sea apreciable es 17m Ecos repetitivos

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Reflexiones Tempranas Cuando la fuente se encuentra rodeada de diferentes superficies, el oyente recibe el sonido directo además del reflejado de cada una de las paredes. Si estas reflexiones se encuentran bastante separadas en el tiempo de forma que puedan ser apreciadas por separado, se las denomina reflexiones tempranas. Ambiencia Sensación que permite al oyente identificar auditivamente el espacio en el que se encuentra. Sensación creada por la distribución en el tiempo de reflexiones tempranas.

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO www.eumus.edu.uy Estudio mediante rayos acústicos de las reflexiones tempranas, para determinar los tiempos de llegada de cada reflexión.

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Absorción Sonora Parte del sonido que no es reflejado por las superficies de un recinto. Las superficies vienen caracterizadas por un coeficiente de absorción α α=energía absorbida/energía incidente En general, materiales duros son muy reflectores y por tanto poco absorbentes y los materiales blandos y porosos son poco reflectores y muy absorbentes

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Tiempo de Reverberación Permanencia del sonido después de interrumpida la fuente (reflexiones de las reflexiones,…) da lugar a una situación de reverberación. Tiempo de reverberación T: tiempo que tarda en extinguirse un sonido sabiendo que por cada reflexión parte es absorbida (y transforma en forma de calor) y parte es reflejada y continúa viajando. Técnicamente, tiempo que tarda en bajar de 60dB respecto a su valor inicial. Si las superficies son muy reflectoras, T será muy grande; si son muy absorbentes, T será pequeña. Fórmula de Sabine: T = 0.161 · V/ α·S donde V es el volumen de la habitación, S la superficie interior total y α el coeficiente de absorción. Como el coeficiente de absorción depende de la frecuencia, T también. Para varios materiales: T = 0.161 ·V/ α1·S1+…+ αn·Sn

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Tiempo de Reverberación Óptimo Para cada finalidad existe un tiempo de reverberación óptimo, que aumenta al aumentar el volumen de una sala. Palabra requiere T bajo, sino serían ininteligibles. Música requiere T alto, disimula imperfecciones de ejecución.

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CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Campo Sonoro Directo y Reverberante Campo Sonoro: Valor que adquiere la presión sonora en cada punto del espacio. Campo directo: Recién emitido, aún no experimentó reflexión Campo reverberante: Sonidos después de la primera reflexión Comportamiento con la distancia: En un descampado solo tenemos componente de campo directo www.eumus.edu.uy

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Campo Sonoro Directo y Reverberante Distancia Crítica: Limita las regiones en las que predomina uno u otro campo. Campo directo: Direccional Campo Reverberante: Adireccional Apreciación: Mayor campo reverberante si menor α y por lo tanto mayor campo reverberante.

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Resonancias O modos normales de vibración Consecuencia de las reflexiones sucesivas en paredes opuestas (paralelas). Se genera una onda estacionaria, onda que va y vuelve una y otra vez entre las dos paredes. Se cumple que: 2·L = c/f Con L distancia entre las dos paredes, c velocidad del sonido y frecuencia del sonido resultante (frecuencia de resonancia). Las resonancias se ponen de manifiesto cuando aparece un sonido de igual o similar frecuencia a la de resonancia. Amplificación de dicho sonido. Para estas frecuencias el tiempo de reverberación es mayor  defecto acústico. Solución: Evitar superficies paralelas Absorción acústica para disminuir el tiempo de reverberación Ecualizar sistema de sonido

CUALIDADES ACÚSTICAS DE UN ESPACIO Resonancias Rellenan el espectro musical. Distorsión en la escucha. Difusión: En algunos puntos el nivel sonoro es mayor que en otros. Salas grandes: Las resonancias (próximas entre sí) se transforman en reverberación y mejoran la difusión. Salas pequeñas: Recomendaciones

MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA Absorbentes Materiales especialmente formulados para tener una elevada absorción sonora. La absorción aumenta con su espesor y con la densidad. Ejemplo: Lana de vidrio. Inconvenientes: Debe ser aislada con paneles. Tabla con valores de α en función de la frecuencia. Más absorción si más frecuencia, pues su longitud de onda es pequeña y comparable con las irregularidades de la superficie. Otro material: Espumas de poliuretanoTrampas del sonido, el sonido incide sobre una cuñas (Figura). Se produce múltiples reflexiones en esa cuña.

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MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA Aislantes Aislación acústica: Consiste en impedir que los sonidos generados en el interior trasciendan al exterior, y recíprocamente. Se logra interponiendo una pared entre la fuente sonora y el receptor. Mayor densidad del tabique y mayor frecuencia del sonidomayor aislación. Estructuras comunmente utilizadas: Tabiques dobles o múltiples (Figuras)

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MATERIALES EN ARQUITECTURA ACÚSTICA Aislantes Parámetros utilizados: Pérdida de transmisión PT (dB): En cuanto se atenúa la energía sonora. Clase de transmisión sonora STC o Índice de reducción acústica Rw: Valor promedio de la pérdida de transmisión a varias frecuencias. Mide la calidad sonora del tabique. Transmisión por flancos: Sonido que se filtra a través de fisuras y se propaga en forma de vibración.

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ACÚSTICA DE ESPACIOS Espacios Abiertos La difusión del sonido es el fenómeno preponderante. Las ondas tridimensionales con frente de onda esférico se propagan en todas las direcciones. Es importante focalizar el sonido al lugar donde se ubiquen los espectadores. Los griegos utilizaban las propias gradas como reflectores, reforzando el sonido directo, aumentando la sonoridad. Los romanos usaron la misma técnica con gradas curvas, perdiéndose menor cantidad de sonido.

ACÚSTICA DE ESPACIOS Espacios Cerrados La reflexión es el fenómeno preponderante. Al público le llega el sonido directo y el reflejado. Si llevan diferentes fases: Puede resultar reforzado Se puede anular el sonido (fases opuestas) A la hora de acondicionar estos espacios, importante tener en cuenta: Que no entre el sonido exterior En el interior, calidad óptima controlando la reverberación y el tiempo de reverberación, con materiales absorbentes, reflectores,…

INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS Suelos Flotantes Situaciones en las que se requiere aislamiento acústico crítico, como salas de máquinas,… Ventajas: Control de energía vibratoria Baja el centro de gravedad del sistema, amyor estabilidad al conjunto oscilatorio Reduce efectos de las frecuencias exteriores

INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS Techos Acústicos Situaciones en las que se requiere que el tiempo de reverberación sea extremadamente bajo en todo el ancho de banda. Se instalan como falsos techos acústicos mejorando el grado de absorción. www.eumus.edu.uy

INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS Puertas Acústicas Situaciones en las que se requiere un buen aislamiento acústico en estudios de grabación, TV, radio,… Carácterísticas acústicas: Índice TL (Insulation Loss) El NR (Noise Reduction) www.eumus.edu.uy

INSTALACIONES ACÚSTICAS ARQUITECTÓNICAS Antivibradores Dos funciones: Función aislamiento: Oponen resistencia a la propagación del movimiento. Función amortiguadora: Transformación de la energía vibratoria en calor. Según su proporción se diferencian las diferentes familias.

REFERENCIAS http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/cap04.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica_arquitect%C3%B3nica http://acusticaweb.com/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=5&Itemid=9 http://usuarios.lycos.es/pacolorente/TeatrosRomanos/06Acustica_Teatro.htm www.indeac.es http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_04_05/io6/public_html/ http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_02_03/Acustica_arquitectonica/Acustica_arquitectonica.html

GRACIAS POR SU ATENCIÓN