Qué es el sonido? : Es una onda acústica capaz de producir una sensación auditiva

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1 SONIDO Qué es el sonido? : Es una onda acústica capaz de producir una sensación auditiva Qué es una onda acústica? Es la propagación (onda) de una vibración en un determinado medio material

2 Hay ondas acústicas que no son sonidos (Infrasonidos y Ultrasonidos) [Hz] Frecuencia Rango Audible

3 14 db 12 Umbral de Dolor Nivel de Presión Sonora Música Umbral Riesgo de Daño Voz k 2k 5k 1k 2 k Frecuencia [Hz] Campo Audible en db y Frecuencias

4 SONIDO CUALQUIER VARIACIÓN DE PRESION SOBRE LA PRESION ATMOSFERICA QUE EL OIDO HUMANO PUEDA DETECTAR: PROVOCA SENSACIONES PROPIAS DEL SENTIDO DEL OIDO. Sonido: es la sensación auditiva producida por una onda acústica. Cualquier sonido complejo puede considerarse como resultado de la adición de varios sonidos producidos por ondas senoidales simultáneas El sonido es una transmisión de energía NO de masa

5 Qué es un ruido? Qué diferencia hay entre sonido y ruido? Es un sonido que produce molestia, es decir, resulta desagradable GRUPO DE SONIDOS QUE INTERFIERE UNA ACTIVIDAD HUMANA La diferencia entre sonido y ruido es muy subjetiva UN SONIDO NO MOLESTO PUEDE SER PERJUDICIAL Un mismo sonido puede resultar molesto (ruido) para una persona, pero no para otra (sonido). Por ejemplo: Si oímos música en casa y nos escucha el vecino, la música para nosotros será un sonido, pero para el vecino será un ruido ACCION OBJETIVA

6 Ruido ambiental: el sonido exterior no deseado o nocivo generado por las actividades humanas, incluido el ruido emitido por los medios de transporte, por el tráfico rodado, ferroviario y aéreo y por emplazamientos de actividades industriales. Índice de emisión: índice acústico relativo a la contaminación acústica generada por un emisor Índice de inmisión: índice acústico relativo a la contaminación acústica existente en un lugar durante un tiempo determinado.

7 FACTORES OBJETIVOS Molestia: el grado de perturbación que provoca el ruido o las vibraciones a la población, determinado mediante encuestas sobre el terreno Ensayo acústico: operación técnica basada en una sistemática de mediciones acústicas, cuyo objetivo es la determinación de un índice de valoración acústico. mediciones acústicas Evaluación de un índice acústico. Evaluación acústica: el resultado de aplicar cualquier método que permita calcular, predecir, estimar o medir la calidad acústica y los efectos de la contaminación acústica

8 La presión sonora De todas estas magnitudes, lo más utilizado en Acústica Arquitectónica y Ambiental es caracterizar la onda sonora como una onda de presión P= Presión en el medio antes de que llegue la onda (presión de equilibrio) P(x,t) = Presión real en un punto x y un instante t, una vez que ha llegado la onda La presión sonora nos informa de Presión cómo cambia la presión al pasar la onda, respecto de la que había antes de pasar p(x,t)= P(x,t)-P Tiempo

9 Para medir lo fuerte o débil que es un sonido, se usan diferentes magnitudes. La primera ya la conocemos, es la PRESIÓN SONORA, p Presión A lo largo del tiempo p va variando, es decir p(t) Tiempo Unidades S.I.: N/m2= Pa

10 VALOR EFICAZ Viene determinado por la expresión: Es importante recordar que la energía sonora es proporcional al cuadrado del valor eficaz de la presión, por lo que la suma de las cantidades de energía estarán relacionadas con la suma de los cuadrados de las presiones eficaces. A partir de ahora, a menos que se exprese lo contrario, el término presión acústica indica la presión acústica eficaz.

11 p Pa Parámetros de Nivel Sonoro Tiempo RMS = T 1 2 T x ( t ) dt Pico Pico Pico Medio RMS Medio = 1 T T x dt p Pa Tiempo F. Cresta = Pico RMS

12 El decibelio: Composición de niveles En Acústica, para medir un sonido, no se suelen usar las magnitudes anteriores (presión, intensidad y potencia sonoras) directamente con sus unidades en el S.I., sino que se suele usar una escala logarítmica y unas nuevas unidades llamadas DECIBELIOS. Además, a las magnitudes presión, intensidad y potencia sonoras, medidas en decibelios se les llama: NIVEL DE PRESIÓN SONORA (Lp SPL), NIVEL DE INTENSIDAD SONORA (L I ) NIVEL DE POTENCIA SONORA (L w )

13 NIVEL DE PRESIÓN SONORA (Lp SPL), se define mediante la expresión siguiente: L p 1 lg p p 2 = p 2 lg p = db Siendo p p presión sonora considerada, [Pa]; presión sonora de referencia, de valor [Pa].(2µ Pa) Se sobreentiende que las presiones sonoras se expresan en valores eficaces o rms, salvo que se diga lo contrario

14 La unidad denominada decibelio (décima parte del belio) que viene definida por: Consecuentemente con lo anterior: µ Pa (db) 14 (L.Dolor) (Umbral) El número de divisiones de la escala es mucho más reducido y los valores de la misma quedan asignados a ruidos usuales de nuestra vida ordinaria.

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16 No obstante también posee sus desventajas. Por ejemplo para dos niveles de ruido cuya diferencia entre ellos es de solamente 3 db, podría pensarse que esta diferencia es muy pequeña y que probablemente carezca de importancia a efectos energía, considerar uno u otro nivel. Sea L1 el nivel de presión acústica inicial Sea L2 el nivel de presión acústica final Sea L1 L2 = 3 db la diferencia entre los dos niveles Dividiendo miembro a miembro

17 Vemos pues que el incremento en tres decibelios un nivel sonoro, equivale a duplicar la energía de la onda. No debe olvidarse que se están considerando valores eficaces al referirnos a los niveles de presión acústica. Por ello, para determinar cual es el valor máximo de la presión acústica deberemos utilizar la relación:

18 Suma de niveles de presión acústica Para sumar dos o más niveles de ruido, podemos adoptar dos métodos: uno analítico y otro gráfico. Método analítico Sean L p1 = 86 db L p2 = 9 db L p3 = 82 db L suma = 91,92 db

19 Método gráfico

20 Resta de Niveles Sonoros Algunas veces es necesario restar el ruido de fondo del NPS total. La corrección para el ruido de fondo puede hacerse restando el ruido de fondo del nivel de ruido total usando la siguiente ecuación o curva: Cuando la diferencia entre el Nivel Total y el Nivel de Ruido de fondo es inferior a 3 db se considera que el ruido de fondo puede enmascarar al ruido de nuestro interés desvirtuando el cálculo a efectos prácticos.

21 Nivel medio de presión sonora en un recinto, L Nivel correspondiente al promedio temporal y espacial del cuadrado de la presión acústica, extendiendo el promediado espacial al interior del recinto exceptuando las zonas de radiación directa de las fuentes y las próximas a las paredes, suelo y techo. Para exploraciones de la presión en n puntos discretos se define mediante la expresión siguiente: n / 1 L = 1 lg 1 n i= 1 1 L pi Siendo: Lpi= nivel de presión sonora medido en el punto i, [db]. db Cuando las diferencias entre los valores componentes son menores que 4 db, se puede tomar como nivel medio la media aritmética de los niveles componentes

22 Rango Audible La sensación sonora del organismo frente a las ondas acústicas responde a las variaciones de presión o de frecuencia, siendo sensaciones distintas: Tono: propio del espectro de frecuencias, de modo que un sonido, en general, parece más agudo (o más grave) cuanto mayor (o menor) sea su frecuencia. Sonoridad: propia de la presión acústica; cuanto mayor sea la presión, más intenso (o fuerte ) parece el sonido recibido. En general, ambas magnitudes están relacionadas, ya que tanto el tono como la sonoridad dependen del espectro completo en frecuencias que posea el sonido recibido.

23 Umbrales auditivos. Nivel de sonoridad y sonoridad La intensidad acústica mínima que el oído puede detectar se denomina umbral de audición o de audibilidad. La experiencia confirma que el umbral de audición depende de la frecuencia del tono puro y del individuo concreto al que se le haga la prueba. Mediante análisis estadísticos se obtiene la siguiente curva 14 db 12 Umbral de Dolor Nivel de Presión Sonora el umbral asciende de forma regular Riesgo de Daño Música Voz Umbral k 2k 5k 1k 2 k Frecuencia [Hz] máxima sensibilidad

24 Nivel de Sonoridad y Sonoridad Se pierde sensibilidad en la zona de altas frecuencias con la edad. A una determinada frecuencia, Al aumentar la intensidad sonora crece también la sensación de molestia hasta alcanzar el umbral de molestia alrededor de los 12 db, el cual es casi independiente de la frecuencia, pero sí varía según las personas. Cuando se llega a los 14 db se produce sensación de dolor, pudiendo ocasionar daño permanente en la audición si la exposición es prolongada. Cuando se alcanzan los 16 db se producen daños inmediatos, irreversibles y permanentes. Entre el umbral de audición y el de molestia estarán los sonidos perceptibles sin causar molestia. A la capacidad de un sonido de generar una sensación sonora en nuestro cerebro se le llama Sonoridad

25 SONORIDAD Sensación de percepción de un sonido, su intensidad dependerá de: PECULIARIDADES DEL SISTEMA AUDITIVO FACTORES FISICOS: Nivel de Presión Sonora (2.1-6 a 2 Pa) Frecuencia de la onda FACTORES SUBJETIVOS: Salud del receptor Actitud ante el ruido Ser generador del ruido

26 curvas de igual sonoridad Nivel de presión sonora, L p (db ref 2 µpa) Fones 2 Hz 1 Hz 1 khz 1 khz Frecuencia Contornos de Igual Sonoridad para Tonos Puros

27 Podríamos concluir diciendo que: El oído es mucho más sensible a medias y altas frecuencias que a bajas frecuencias A niveles bajos de presión el oído es más insensible a bajas frecuencias A niveles muy altos de presión el oído tiende a responder de una manera más homogénea en todo el rango de frecuencias

28 Niveles acústicos: Medición Hasta ahora, para medir la magnitud de un sonido, hemos empleado el Nivel de Presión sonora Lp en DB (llamada escala Lineal) Este nivel representa una magnitud completamente FISICA y no tiene en cuenta la sonoridad del sonido. Es decir no incorpora los aspectos fisiológicos asociados con la sensibilidad del oído a distintas frecuencias Para que la medida realizada, sea representativa de la sonoridad asociada a un sonido, es necesario aplicar las redes de Ponderación Estas redes de ponderación, son A, B, C, y D

29 Contorno de Igual Sonoridad de 4 db normalizad o a db a 1kHz Contorno de Igual Sonoridad de 4 db invertido y comparado con la curva de ponderación A L p (db) 4 2 L p (db) Hz 1 1 khz 1 khz 4 Ponderación A 2 Hz 1 1 khz 1 khz Contorno de 4 db y Ponderación A

30 Una red de ponderación es un sistema de corrección de los niveles de presión sonora por frecuencias mediante unos factores de compensación fijos en decibelios que dependen de la red usada, a semejanza de lo que hace el oído humano RED DE PONDERACIÓN A Ejemplo: A 25 Hz Lp = 5 db L A = 5 9 = 41 dba

31 Ponderación espectral A: aproximación con signo menos de la línea isofónica con un nivel de sonoridad igual a 4 fonios. En el margen de frecuencias de aplicación de este DB, la curva de ponderación A viene definida por los valores siguientes: Tabla A.6 Valores de la curva de ponderación A Frecuencia Hz Curva de ponderación dba -19,1-16,1-13,4-1,9-8,6-6,6-4,8-3,2-1,9 Frecuencia Hz Curva de ponderación dba -,8,6 1, 1,2 1,3 1,2 1,,5 La red de ponderación A, Corresponde al valor de nivel de presión acústica en db, cuya presión eficaz se ha medido con un aparato equipado con un filtro de ponderación A, según la Norma UNE (CEI-651).

32 L p [db] Lin. D -2-4 D B C A B + C A k 2 k 5 k 1 k 2 k Frecuencia [Hz] Curvas de Ponderación Frecuencial

33 Ejemplo: Banda frecuencia 31, Valor global Lp (db) 96,46 85,53 84,29 78,76 75,7 73,71 68,88 61,17 51,2 97,86 Corrección db Lp (dba) 57,46 59,53 68,29 69,76 72,7 73,71 69,88 62,17 5,2 78,55 Escala Lineal y ponderada A db Lp (db) Lp (dba) 31, HZ

34 La escala A está pensada como atenuación al oído cuando soporta niveles de presión sonora bajos (<55dB) a las distintas frecuencias. La escala B representa la atenuación para niveles intermedios (55-85 db) y la C para altos (>85 db). La D está pensada para muy altos niveles de presión sonora. El filtro exigido por la Legislación vigente Española y Comunitaria, es el filtro "A" definido en la norma UNE (CEI-651). Como puede verse en la figura el filtro A tiene una curva de ponderación con una forma tal que se aproxima a la inversa de la curva de ponderación de igual sensación sonora de 4 fonios. Para niveles de 55 db, se emplea la curva B, inversa de la curva de 55 fonios, y para niveles superiores a 85 db, la curva C, asimismo inversa a la curva de 85 fonios.

35 rasgos teóricos para los cuales se deben utilizar las diferentes redes de ponderación, así como las atenuaciones que presentan para las diferentes frecuencias. Frecuencias (Hz) Valores prácticos de la respuesta relativa A < 55 db B db C > 85 db Valor Teórico Escala A

36 Nivel de presión sonora, L p (db ref 2 µpa) red de ponderación C red de ponderación B red de ponderación A Fones 2 Hz 1 Hz 1 khz 1 khz Frecuencia En efecto, si un sonido de 45 db y su energía se mide a través de la red de ponderación A, según cuáles sean sus frecuencias predominantes, se verán ponderadas ajustándose a la respuesta del oído humano, y obteniéndose con el instrumento una medida que expresa la sensación sonora.

37 Nivel de presión sonora ponderado A, LpA Nivel que valora un ruido complejo mediante un valor único empleando la ponderación A Corresponde al valor de nivel de presión acústica en db, cuya presión eficaz se ha medido con un aparato equipado con un filtro de ponderación A, según la Norma UNE (CEI-651). Para un ruido de espectro conocido, en bandas de tercio de octava o en bandas de octava, se define mediante la expresión siguiente: L pa = 1 lg (Li + Ai ) 1 i / 1 dba L i nivel de presión sonora en la banda de frecuencia i, [db]; A i valor de la ponderación A en la banda de frecuencia i, [dba].

38 Red P A Lineal Red P C , Valores en Octava, ponderados A, Lineal y Ponderado C

39 MUCHAS GRACIAS Gracias por su atención, consulte el aula virtual

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