Acústica de Recintos: Propagación y Medición del Sonido en Espacios

Características Acústicas de los Recintos Abiertos y Cerrados

La acústica de un espacio, ya sea abierto o cerrado, depende de cómo las ondas sonoras interactúan con el entorno. A continuación, se detallan los elementos y factores clave.

Interacción del Sonido con Obstáculos

• Barreras o pantallas: Son elementos que impiden el paso directo del sonido a través de ellos, obligando a la onda sonora a bordearlos. Este fenómeno produce una atenuación por apantallamiento.
• Reflexiones: Las superficies, como las fachadas de los edificios, pueden reflejar el sonido, afectando su propagación y percepción.

Características Acústicas en Espacios Abiertos

En la propagación del sonido al aire libre, se deben considerar los siguientes factores:

• Distancia: El nivel sonoro disminuye con la distancia a la fuente. La atenuación es de aproximadamente 6 dB por cada duplicación de la distancia para un foco puntual y de 3 dB para un foco lineal.
• Absorción atmosférica: El aire absorbe parte de la energía sonora, especialmente en altas frecuencias.
• Tipo de suelo: La naturaleza del suelo (reflectante como el asfalto o absorbente como la hierba) es muy importante, sobre todo si la propagación ocurre cerca de este.
• Vegetación: Los árboles y plantas pueden dispersar y absorber el sonido.
• Topografía: El relieve del terreno, como colinas o valles, influye en la propagación.
• Condiciones meteorológicas: El viento y los gradientes de temperatura pueden desviar la trayectoria del sonido.
• Ruido de fondo: El nivel de ruido preexistente en el ambiente puede enmascarar la fuente de interés.

Características Acústicas en Recintos Cerrados

El comportamiento del sonido dentro de un recinto depende de la relación entre la longitud de onda del sonido y las dimensiones del espacio:

• Si la longitud de onda es pequeña en comparación con las dimensiones del recinto, las ondas se reflejan de manera similar a la luz en un espejo, produciendo reflexiones especulares.
• Si la longitud de onda es del orden de las dimensiones del lugar, deben analizarse fenómenos de resonancia y ondas estacionarias.

Acústica en Grandes Recintos

En salas de gran volumen, se distinguen varios componentes del campo sonoro:

• Sonido directo: Es aquel que llega al punto de escucha (o al sonómetro) sin haber chocado con ningún tipo de obstáculo desde la fuente.
• Reflexiones tempranas: Son las primeras ondas reflejadas que llegan al oyente tras el sonido directo.
• Reverberación: Se define como el tiempo que tarda una señal sonora en decaer 60 dB después de que la fuente sonora se haya interrumpido.
• Campo cercano: Zona inmediata a la fuente sonora.
• Campo lejano, directo o libre: Zona donde predomina el sonido directo sobre el reflejado.
• Campo reverberado o difuso: Espacio a partir del cual empiezan a predominar las ondas reverberadas sobre el sonido directo.

"La zona ideal de medición será el campo libre, ya que en ella se recibe la onda directa procedente de la fuente sonora con mayor intensidad que las reflejadas."

Acústica en Recintos Pequeños

Para evitar la influencia de las ondas estacionarias en la medición acústica en salas pequeñas, es crucial realizar varias mediciones en diferentes puntos de la sala para obtener un valor medio representativo.

Equipos de Medición Acústica

La cadena de medición de sonido típicamente incluye:

• Micrófono: Transductor que convierte la presión sonora en una señal eléctrica. Se caracteriza por su sensibilidad y direccionalidad.
• Preamplificador: Adapta y amplifica la señal del micrófono.
• Filtros: Permiten analizar bandas de frecuencia específicas.
• Amplificador: Aumenta la potencia de la señal.
• Rectificador: Procesa la señal para obtener su valor eficaz (RMS).
• Indicador: Muestra el nivel de presión sonora medido.

Sonómetros

Un sonómetro es el instrumento principal para medir niveles de presión sonora.

Tipos de Sonómetros según su Precisión (Clase)

• Clase 0: Precisión de ±0.4 dB. Se utiliza como patrón de laboratorio.
• Clase 1: Precisión de ±0.7 dB. Para mediciones de precisión en campo.
• Clase 2: Precisión de ±1.5 dB. Para mediciones generales en campo.

Tipos de Sonómetros según su Función

• Sonómetro convencional: Muestra el nivel sonoro instantáneo, pero no permite acumular datos de medición.
• Sonómetro integrador: Almacena datos y calcula valores promediados en el tiempo, como el nivel continuo equivalente (Leq).
• Sonómetro analizador: Permite analizar el espectro o composición frecuencial de un sonido, generalmente por bandas de octava o tercio de octava.

Normativa de Aplicación en España

• RD 286/2006 (Ruido laboral): Permite el uso de sonómetros de Clase 2 para la evaluación en ambientes de trabajo.
• RD 1367/2007 (Ruido ambiental): Exige el uso de sonómetros de Clase 1 para la mayoría de mediciones de ruido ambiental.

Dosímetro

Es un sonómetro integrador de Clase 2, portátil y de pequeño tamaño, que se coloca en el trabajador para medir el Nivel Diario Equivalente o la dosis de ruido recibido durante su jornada laboral.

Calibrador Acústico

Dispositivo que genera un tono puro a un nivel de presión sonora conocido para verificar y ajustar la sensibilidad del sonómetro. El pistófono (ruido producido por pistones) ofrece una alta precisión (±0.1 a ±0.2 dB), mientras que los calibradores de altavoz tienen una precisión de ±0.3 dB.

Tipos de Integración Temporal

La respuesta temporal del medidor se puede configurar de varias formas:

• Lectura Slow (lenta): El tiempo de integración es de 1 segundo. Se emplea para medir ruidos estables.
• Lectura Fast (rápida): El tiempo de integración es de 125 ms. Permite seguir fluctuaciones rápidas del ruido.
• Lectura de Impulso (Impulse): El tiempo de integración es de 35 ms. Permite registrar sonidos de corta duración como palmadas o explosiones.
• Lectura de Pico (Peak): El tiempo de integración es de < 100 µs (microsegundos). Captura el valor máximo absoluto de la onda de presión sonora, útil para ruidos de impacto.

Curvas de Ponderación en Frecuencia

Son filtros que ajustan la respuesta del sonómetro para simular la sensibilidad del oído humano a diferentes frecuencias.

• Ponderación A: Es la más utilizada, ya que se asemeja a la respuesta del oído humano a niveles sonoros bajos y medios. Es la requerida por la mayoría de normativas.
• Ponderación B: Actualmente en desuso.
• Ponderación C: Se asemeja a la respuesta del oído a niveles altos. Se utiliza para medir el nivel de pico y en la selección de protectores auditivos.
• Ponderación Plana (o Z - Zero): Respuesta en frecuencia plana, sin ponderación. Mide el nivel de presión sonora real en todas las frecuencias por igual.