Criterios Acústicos

JORNADA SOBRECRITERIOS ACUSTICOS EN EL DISEO DE CENTROS

DOCENTES

PARTE 1FUNDAMENTOS DEL RUIDO Y SU

CARACTERIZACION

Vitoria, 12 de Mayo de 2.001

STEE EILAS Jornada Criterios Acsticos en el Diseo de Centros Docentes

Fundamentos del Ruido y su Caracterizacin Pgina 2 de 49

FUNDAMENTOS DEL SONIDO

Descripcin fsica y matemtica del sonido Naturaleza ondulatoria del sonido

El sonido es una perturbacin que se propaga (en forma de onda sonora) a travs

de un medio elstico produciendo variaciones de presin o vibracin de partculas,

que pueden ser percibidas bien por el odo humano a bien por instrumentos

especficas para tal fin.



Los elementos indispensables para que exista el sonido son:

1.- Fuente sonora

2.- Camino de transmisin

3.- Receptor

El nmero de variaciones de presin por segundo es lo que se llama 'frecuencia' del

sonido y se mide en Hercios (Hz). La frecuencia de un sonido produce un tono

distintivo.

Estas variaciones de presin viajan por cualquier medio elstico desde la fuente

emisora hasta los odos del receptor a una cierta velocidad (c) que en el caso del

aire es 344 m/seg.

Conociendo la velocidad (c) y la frecuencia de un sonido, podemos calcular la

longitud de onda que es la distancia desde un mximo o pico de presin de una

onda hasta el siguiente:

f

c==

(Hz) frecuencia

sonido del Velocidadonda de Longitud

As podemos ver que los sonidos de alta frecuencia tienen longitud de onda corta y

los de baja frecuencia longitudes de onda larga.



Un sonido de una sola frecuencia se denomina tono puro.

En la prctica, los tonos puros se encuentran muy raramente, y la mayora de los

sonidos se componen de diferentes frecuencias.

La mayor parte del ruido consiste en una amplia mezcla de frecuencias

denominada ruido de banda ancha.

Corno se ha indicado anteriormente, es sumamente importante conocer el

contenido en frecuencia de un sonido. Usualmente este contenido en frecuencias

se agrupa en lo que denominamos 'bandas de frecuencia.

Cada banda est compuesta por un nmero determinado de frecuencias: los

extremos y la frecuencia central mediante la cual se designa cada banda estn

normalizadas.



El valor de la amplitud asignada a cada 'banda es la suma de la amplitud de cada

una de las frecuencias que componen la banda. Su representacin grfica se

efecta bien asignando este valor de amplitud a cada frecuencia central y

uniendo todas las frecuencias centrales o bien mediante barras que cubre toda la

banda con una misma altura.

La escala de frecuencia empleada es logartmica pues es la que se ajusta al

comportamiento del odo humano.

Las bandas pueden poseer un mayor o menor contenido de frecuencia

dependiendo de su 'anchura de banda'.



Cuando se requiere una mayor resolucin que la aportada por las bandas de

octava, se recurre a las bandas de tercio de octava (1/3 octava) obtenidas al

dividir cada banda de octava en tres intervalos, logaritmicamente iguales.

El decibelio (dB)

La segunda cantidad principal que se utiliza para describir un sonido es el tamao

o amplitud de las fluctuaciones de presin.

El sonido ms dbil que puede detectar un odo humano sano tiene una amplitud

de 20 millonsimas de Pascal (20 mPa), unas 5.000 millones de veces menor que la

presin atmosfrica normal.

Un cambio de presin de 20 Pa es pequesimo. Sorprendentemente, el odo humano puede tolerar presin sonora ms de un milln de veces ms alta. As, si

midiramos el sonido en Pascales, terminaramos con unas cantidades enormes e

inmanejables.

Para evitar esto, se utiliza otra escala - EL DECIBELIO.

referencia de Cantidadmedida Cantidad

log10dBen Nivel 10=

Un aspecto til de la escala en decibelios es que da una aproximacin mucho

mejor a la percepcin humana de sonoridad relativa que la escala lineal (Pa).

Esto es porque el odo reacciona a un cambio logartmico de nivel, que

corresponde a la escala de decibelios donde dB es el mismo cambio relativo en

cualquier lugar de la escala. La escala en dB es logartmica y utiliza el umbral

auditivo de 20 Pa como nivel de referencia.



Ejemplo:

Expresar cada uno su altura en decibelios utilizando como cantidad de referencia

1m.

Altura: 1.79 m. Nivel en dB=10 log10 (1.79/1)=2,52 dB re 1 m.



Presin potencia e intensidad

La presin sonora es una magnitud variable de un punto a otra. Debido a esta

caracterstica, en ciertas circunstancias es conveniente utilizar como medida de

amplitud del sonido otras magnitudes en lugar de la presin.

Se pueden utilizar tres magnitudes para definir la amplitud de una onda sonora:

Presin (p) expresada en Pascales, Potencia (W) expresada en Vatios e

Intensidad(W/m2) expresada en Vatios/metro cuadrado,

Las tres magnitudes estn relacionadas entre si, segn se puede apreciar en el

siguiente grfico referido a una fuente putual.



Relaciones entre las tres magnitudes:

Para una onda plana propagndose en campo libre:

siendo

= densidad del medio

c = velocidad de propagacin de la onda sonora

r = distancia de la fuente sonora al punto de medida.

La potencia acstica de un foco sonoro es constante y slo depende de las

caractersticas de la fuente.

En cambio, la intensidad y la presin varan inversamente proporcional al cuadrado

de la distancia.

Cada una de estas magnitudes, a su vez, pueden expresarse en dB.

Las cantidades de referencia establecidas para medidas de potencia acstica,

presin e intensidad son:

Wref = 10-12 W = 1 pW

I ref = 10-12 W / m2= 1 pW / m2

Pref = 2 10-5 N/m2 = 20 P

NOTA . Cuando hablamos de niveles sonoros en dB, es importante especificar la

cantidad de referencia para poder discernir si hablarnos de potencia, presin o

intensidad.

2

2

4 r

W

c

pI

==



Nivel de intensidad acstica

212 W/m10 re log10 =refII

Li

Nivel de presin sonora

Pa 20 re log20log10 22

refref pp

pp

LpSPL ===

Nivel de potencia acstica

W10 re log10 12=refW

WLw



Propagacin del sonido

Fuentes puntuales y lineales en campo libre

La propagacin del sonido en el aire se puede comparar a las ondas de un

estanque. Las andas se extienden uniformemente en todas direcciones,

disminuyendo en amplitud segn se alejan de la fuente.

En el caso ideal de que no existan objetos reflectantes u obstculos en su camino,

el sonido proveniente de una fuente puntual se propagar en el aire en forma de

ondas esfricas segn la relacin:

Si expresamos en decibelios la relacin entre el nivel de potencia acstica de la

fuente y la presin sonora originada en un punto alejado a una distancia r

obtendremos:

Lw Lp + 20 log r + 11

A partir de esta relacin, se puede deducir que cada vez que doblarnos la

distancia, el nivel de presin sonora disminuye 6 dB.

Si el sonido proviene de un fuente lineal (carretera, ferrocarril) se propagar en

forma de ondas cilndricas segn la relacin

Si expresamos en decibelios la relacin entre el nivel de potencia acstica de la

fuente y la presin sonora originada en un punto alejado a una distancia r

obtendremos:

Lw Lp + 10 log r + 8

2

2

4 rW

cp

I ==

r

W

c

pI

22

==



Tipos de ruido En las diversas situaciones de nuestra vida habitual nos encontramos con todo tipo

de ruidos desde los ms agradables pasando por los tolerantes hasta los ms

desagradables e intolerantes, o desde los ruidos sumamente cortos pero de gran

intensidad (explosin, sirena, claxon) hasta los ruidos permanentes en el tiempo

pero de niveles bajos (aire acondicionado, ordenador ... ).

A continuacin presentamos algunos tipos de ruidos tanto en funcin del tiempo

como en funcin de la frecuencia que pueden servir para identificarlos.

Es imprescindible conocer el tipo de ruido para conseguir combatirlo pticamente,

pues cada una de ellos requiera de un tratamiento especfico para caracterizarlo,

evaluarlo y controlarlo.



CARACTERIZACIN DE LAS FUENTES DE RUIDO

El parmetro que define la emisin sonora de una fuente de ruido es su potencia

sonora, que se puede complementar con informacin sobre su directividad y su

espectro en frecuencia.

Pero para evaluar su impacto en un punto determinado es necesario caracterizar

los niveles de presin sonora que era fuente original en el punto (Niveles de

inmisin) y su espectro en frecuencia, que no tiene por qu coincidir con el de

emisin, ya que se ha podido ver modificado por efecto de los elementos que

intervienen durante la propagacin.

Algunos ejemplos de la caracterizacin por nivel de diferentes ruidos se presentan

en la Figura 2.1, en donde se puede apreciar seis situaciones de nivel sonoro

creciente expresado en decibelios.

Situacin 1: El campo de la noche:

Normalmente no se desciende por debajo de 20 dBA

EL SILENCIO NO EXISTE!

Situacin -2: El campo de da

Situacin 3: Oficina ocupada por varios mecangrafos

Situacin 4: Trfico rodado

Situacin 5: Grupo de msica rock

Situacin-6: Reactor, Nave aeroespacial



La figura siguiente presenta sin embargo el rango de frecuencia cubierto por

determinadas fuentes de ruido.

Pero en la caracterizacin y valoracin del impacto de las fuentes de ruido sobre

las personas hay que considerar que la sensibilidad del odo no es igual a todos los

ruidos y hay que tener en cuenta que la sensacin no es lneal con respecto a los

niveles en decibelios.

Comportamiento del sonido en amplitud

1.- El sonido se comporta de forma logartmica en cuanto a amplitud. Cuando

hablamos de niveles sonoros vamos a conocer varias reglas bsicas del

comportamiento del sonido.



1. La suma de dos focos iguales origina un incremento de 3 dB.



2. Sin embargo esto no implica que la sensacin para el odo humano sea el doble

del ruido, sino que necesitara un incremento de 10 dB, es decir 10 veces de

ruido, para que la sensacin sea el doble.



3. Tambin hay que tener en cuenta que si se emiten simultneamente dos niveles

de ruido por dos fuentes sonoras, siendo una de ellas al menos 10 dB superior a

la otra, el nivel sonoro resultante es igual al originado por la ms grande.



Aparte de estas caractersticas de la sensibilidad del odo humano frente a las

variaciones de nivel sonoro, hay que tener en cuenta que la sensacin recibida por

el odo no es igual a todas las frecuencias.

El ensayo de audicin del hombre cubre el rango de 20 a 20.000 Hercios, pero

dentro de este rango el odo es ms sensible a las frecuencias medias y altas que a

las bajas.



La respuesta del odo se representa en la siguiente figura, con las denominadas

curvas de insonoridad que representan los niveles a cada frecuencia para los que

la sensacin es la misma (fonos).

Por lo tanto para evaluar la molestia que un ruido puede originar en el hombre ser

necesario considerar su nivel y su frecuencia. Pero existen adems otros factores

que pueden influir en la molestia, as los ruidos de banda ancha lo son menos que

los focos puros.



Pero en cualquier caso, no se puede olvidar el efecto subjetivo, ya que el mismo

ruido, con igual nivel y caractersticas, puede resultar molesto o no en funcin de su

procedencia (por ejemplo si la genera uno mismo, si est o no producido por algo

con lo que nos identificamos, segn el estado de nimo del receptor (por ejemplo

dificulta la conversacin, el sueo, ... etc).



Estos efectos pueden originar que incluso niveles bajos originen rnolestias elevadas

corno pueden ser el goteo de un grifo.

No obstante, es evidente que determinados niveles originen una molestia

generalizada y en base a este criterio al que establece la legislacin.



ESCALAS DE RUIIDO

Todos estos elementos son los que hacen difcil caracterizar el ruido originado por

un foco de ruido, de forma que sea representativo de la molestia causada y lo que

ha motivado la existencia de diversos parmetros, creados en la intencin de

ajustarse mejor de la sensacin recibida por el hombre.

La caracterizacin de( ruido se puede hacer principalmente con dos criterios

diferentes: los basados en escalas con ponderacin en frecuencia y los basados en

anlisis espectral del ruido.

Escalas con ponderacin en frecuencia

Basndose en las curvas de isosonoridad del odo humano se definieron una serie

de filtros con la pretensin de ponderar la seal recogida por el rnicrfono de

acuerdo con la sensibilidad del odo, es decir atenuando las frecuencias bajas,

para poder reflejar un nivel sonoro representativo de la sensacin de ruido recibida.

Con este criterio se han definido varios filtros, siendo los ms conocidos los

denominados A, B, C y D.

Los filtros A, B y C surgieron en la idea de reproducir las curvas de isosonoridad a

diferentes niveles, y la curva D con objeto de caracterizar la molestia originada por

el ruido de aviones.



De todos estos filtros, el que se ha impuesto y es el habitualmente utilizado es el A,

ya que diversos estudios experimentales se han demostrado que, aunque se

desarroll con la idea de caracterizar niveles sonoros bajos, caracteriza

adecuadamente la molestia para todos los niveles, por lo que no hay necesidad

de emplear otros filtros en funcin del nivel, con lo que se simplifica la realizacin

de mediciones y se generaliza la caracterizacin de todos los focos de ruido.

Los niveles sonoras efectuados con la ponderacin del filtro A se denominan

'decibelio A' (dBA)

En la siguiente figura se puede ver el efecto que sobre un espectro en frecuencia

no ponderado (LINEAL) origina la introduccin del filtro A. Las dos ltimas columnas

indican el valor total en dB y en dBA.



PARMETROS DESCRIPTORES DEL RUIDO Parmetros basados en la escala A

El ruido es un fenmeno variable lo que exige para su caracterizacin el empleo de

parmetros que consideran esta caracterstica, bien reflejndola o bien mediante

la obtencin de niveles promedio representativos del fenmeno.

La medida instantnea del nivel de presin sonora,LPA, permite observar la

evaluacin del ruido en el tiempo, pero no permite valorar su suceso.

Los parmetros basados en la escala A ms utilizados para describir un fenmeno

son los siguientes:



Leq: Nivel Continuo Equivalente

Es el nivel continuo que tiene la misma cantidad de energa sonora sobre un

intervalo de tiempo determinado que la variacin del nivel sonoro existente

durante el intervalo.

Otra forma ms prctica de expresarlo es la siguiente:

dBAen 101

log100

10

= dtTeqLT L

A

A

Debe indicarse siempre el intervalo de tiempo al que corresponde el nivel Leq, por

ejemplo LAeq,15 minutos que indicara el nivel promedio equivalente ponderado A

durante un periodo de 15 minutos.



Frecuentemente se presenta la necesidad de obtener el nivel LAeq promedio de un

perodo de tiempo que incluye intervalos con caractersticas de ruido diferentes y

que se han evaluado independientemente, (por ejemplo una mquina con cielos

de funcionamiento diferente).

El clculo del nivel de una serie de intervalos independientes se realiza mediante la

expresin:

dBAen 101log101

10

= =

n

i

L

iA

i

tT

eqL

Siendo:

Li: El valor de Leq representativo de cada uno de los N intervalos que

componen el perodo.

ti : duracin correspondiente a cada uno de los intervalos.

T: La duracin del perodo considerado.

Si todos los intervalos del perodo son de la misma duracin la expresin quedar

simplificada a:

dBAen 101log101

10

= =

n

i

L

A

i

NeqL



Leq,d: Nivel diario Equivalente

Es el nivel de presin acstica continuo equivalente ponderado A, cuando el

tiempo de exposicin se normaliza a una jornada de trabajo de 8 horas.

Si conocemos el nivel LAeq durante un tiempo T, el nivel equivalente diario ser:

LAeq,d = LAeq,T + 10log(T/8)

Si un operario se encuentra sometido a n diferentes tipos de ruido durante las 8

horas de trabajo, con niveles sonoros y tiempos de exposicin conocidos, se

calcular para cada periodo existente el nivel diario equivalente y se efectuar

finalmente la suma de los niveles medidos.

LAeq,S: Nivel Semanal Equivalente

dBAen 1051

log105

1

10

,

= =i

L

Aeqs

iAeqd

L

Este parmetro nicamente se utilizar bajo ciertas condiciones expresadas en el

Real Decreto 1316.



Combinacin de niveles sonoros En muchas situaciones prcticas es necesario determinar el efecto combinado de

varias fuentes sonoras.

Dado que los niveles sonoros son cantidades logartmicas, no pueden combinarse

simplemente sumndolos o restndolos aritmticamente, sino que la intensidad

acstica resultante debe ser determinada tomando antilogaritmos de los niveles

medidos, sumando los valores en la escala lineal y formando de nuevo el logaritmo.

Con el fin de efectuar estos calculos de una forma sencilla utilizaremos un grfico

que nos permitir sumar niveles de forma rpida y sencilla.

El nivel de presin sonora total no es LPTOTAL LP1+LP2.



En el caso particular de que p1 = p2 nivel de presin sonora total ser el nivel de una

de los focos incrementado en 3 dB.



RELACIN ENTRE ESPECTRO Y NIVEL SONORO TOTAL Es evidente la simplificacin que supone el empleo de parmetros e ndices que

mediante un nmero represente el impacto de un foco.

Sin embargo, en determinadas ocasiones esto no es suficiente y es necesario

considerar el espectro en frecuencia del ruido.

Esto ocurre por ejemplo cuando existe algn fenmeno, habitualmente durante la

propagacin del sonido, que influye en diferente medida en cada banda del

espectro.

Estos fenmenos obligan a considerar un anlisis por banda de frecuencia,

aunque finalmente se pueda expresar el resultado del impacto por un nmero

global expresado por ejemplo en dBA.

Este proceso exige relacionar el nivel en cada banda de octava (o tercio de

octava) con el nivel total, lo que se realiza por adicin de los niveles

correspondientes a las diferentes bandas del espectro, de acuerdo con el

mtodo de adicin de decibelios (Figura 1) recomendndose efectuar la adicin

en orden creciente de valor, especialmente si hay un nivel muy superior al resto.

Por ejemplo:Si el espectro originado por una fuente sonora, es el que se presenta

a continuacin, expresado en bandas de octavas, el nivel total se obtendr de la

forma indicada, siendo el nivel total del espectro igual a 85.3 dB.



MEDICION- DEL RUIDO Influencia del Ruido de Fondo Un factor que puede influir en la precisin de las medidas es el nivel de ruido de

fondo, comparado con el nivel de sonido que se est midiendo. Obviamente, el

ruido de fondo no debe- "enmascarar' el sonido de inters. En la prctica, esto

significa que el nivel de sonido debe ser al menos 3 dB ms alto que el ruido de

fondo. Sin embargo, an puede ser necesaria una correccin para obtener un

resultado preciso.

El procedimiento para medir el nivel sonoro de una mquina bajo condiciones de

ruido de fondo es el siguiente.

l.- Medir el nivel de ruido total con la mquina funcionando.

2.- Medir el nivel de ruido de fondo con la mquina parada.

3.- Hallar la diferencia entre las dos medidas.

Si es inferior a 3 dB, el nivel del ruido de fondo es demasiado alto para una medida

precisa. Si est entra 3 y 10 dB, ser necesaria una correccin. Si la diferencia es

superior a 10 dB, no es necesaria la correccin.

4.- Para realizar correcciones, se debe utilizar el grfico anexo. Introducir en el eje

horizontal del grfico el valor de la diferencia, subir verticalmente hasta el corte

con la curva y despus dirigirse al eje vertical.

S.- Restar el valor del eje vertical del nivel de ruido total medido en el punto.

El resultado es el nivel sonoro que producira exclusivamente la fuente sonora si no

existiera el ruido de fondo.

Si la diferencia es pequea, menor de 3 dB, es difcil efectuar una correccin

satisfactoria; por ello, en estos casos, es necesario medir en ausencia de ruido de

fondo.



Medidas con Sonmetro Segn las necesidades de las medidas, algunas veces es suficiente la utilizacin de

un sonmetro para medir y evaluar problemas de ruido.

La- seleccin del tipo de sonmetro depende de las necesidades de precisin que

la medida requiera o bien en ocasiones de la disponibilidad del usuario.

El sonmetro ms econmico es el 'tipo 3' que es adecuado para obtener una

indicacin aproximada de los niveles sonoros pero con una amplia tolerancia.

Unicamente es utilizado para determinar si los niveles sonoros en un rea son muy

altos o muy bajos respecto a un nivel de referencia.

En muchas ocasiones la precisin de este sonmetro no es suficiente teniendo que

recurrir a sonmetros 'tipo 2' o an de mayor precisin "tipo 1".

En cualquier caso, el son6metro ser elegido segn las especificaciones de la

normativa vigente si esta existe.

En caso de ausencia de normativas al respecto, nuestra eleccin deber

fundamentarse en la precisin que la medida requiera.

Usemos un tipo de sonmetro u otro, siempre se debe indicar en el informe de

medidas el tipo empleado.

Como normas bsicas para la manipulacin de un sonmetro complementarias a

las especificadas que se indican a continuacin se debe tener en cuenta que las

posiciones de medida debern ser seleccionadas con cautela de forma que se

obtenga un muestreo representativo: por ejemplo si se pretende evaluar la

exposicin de su trabajador, el micrfono se situar a la altura de la oreja (entre 1.2

y 1.5 m. dependiendo de si est sentado o de pie.

En todo caso se evitarn efectuar medidas en zonas prximas a paredes u objetos

reflectantes o en zonas muy prximas al foco sonoro.



Asimismo debe procurar evitar las posibles influencias del propio equipo de

medida.

Una vez, elegido el tipo de sonmetro a utilizar o teniendo conocimiento del tipo

de sonmetro de que disponernos, y por tanto sus limitaciones, seleccionaremos los

parmetros que influyen en la medida-



Seleccin de la red de ponderacin en frecuencia Generalmente, y a menos que las especificaciones impuestas indiquen otra cosa,

la red de ponderacin utilizada es la ponderacin A. En cualquier caso, en los

informes se debe indicar la -red de ponderacin utilizada para evitar confusiones.

Por ejemplo 'El nivel de presin sonora es de 76 dB (A)'

Seleccin de la red de ponderacin en tiempo En algunas ocasiones las especificaciones de medida indican si se debe emplear la

ponderacin en tiempo FAST, SLOW o impulse.

Como lnea general a seguir, en ruidos continuos la respuesta es prcticamente

idntica estando el sonmetro en FAST o SLOW. En caso de ruidos de tipo

impulsivos, cortos, fluctuante, ...'etc. el FAST proporciona una respuesta ms precisa

puesto que el tiempo de promediado es ms rpido as como en los casos en que

,el quiera muestrear niveles mximos.

En cualquier caso, siempre que no se especifica nada al respecto, se

sobrentender por defecto ponderacin en tiempo FAST.



Eleccin del parmetro descriptor del ruido Cada tipo de ruido a medir necesita un tratamiento especfico y un parmetro

diferente para caracterizarlo. A continuacin exponemos algunas de las

situaciones ms habituales con las que nos podemos encontrar y los parmetros

acsticos utilizados en cada caso.

a) El caso ms simple se presenta cuando tenemos un ruido continuo y totalmente

identificado por encima del ruido de fondo: el parmetro utilizado en la medida

ser el LAeq, y el tiempo de promediado necesario para obtener un ndice

aceptable puede ser relativamente corto; por ejemplo, en muchas normativas

se utilizan niveles Leq de 1 min.

b) Otras veces, aunque el ruido flucte, es posible hacerlo estacionario

aumentando el tiempo de promediado: por ejemplo una carretera con trfico

fluido. En estos casos se utilizan Leq de 10, 20, 30 min. o incluso mayores segn

cada caso. A veces este valor Leq es complementado con niveles mximos

dependiendo del tipo de ruido o normativa.

c) En caso de que el ruido sea totalmente aleatorio o que existan interferencias de

otros focos :ajenos al que queramos medir y por tanto sea imposible utilizar Leq,

debemos recurrir a niveles de presin sonora instantneos (SPL).

d) En el caso de que existan diversos focos emitiendo simultneamente, muchas

veces los niveles percentiles pueden ayudar en la evaluacin e identificacin

de los focos.

d) Cuando lo que queremos medir son ruidos impulsivos (prensas, martillos de forja,

explosiones ... ) la respuesta en frecuencia FAST del sonmetro no es adecuada

para las medidas, excepto si se efecta un promediado en tiempo muy largo.

En estos casos se utiliza el detector impulso que determina el nivel medio en un

perodo corto de tiempo.

e) Cuando las especificaciones de la medida as lo exigen se utilizar el detector pico (PEAK) que determina el nivel mximo absoluto durante el tiempo de

observacin.

f) En ocasiones un valor global en dB(A) no resulta suficiente para identificar el

problema y debamos recurrir a una definicin del nada en frecuencia.



g) A veces una solucin cmoda, sencilla y barata como dotar al sonmetro con

un juego de filtros puede ser suficiente.

En este caso, los niveles en cada banda se obtienen en el display sucesivamente.

Ayudan a la identificacin, por ejemplo, de tonos puros.

Anlisis en laboratorio

Algunas ocasiones no resulta suficiente una medida efectuada con sonmetro

para evaluar el problema, sino que se requiere de informacin ms detallada para

conocer la distribucin de las diferentes frecuencias al nivel global y en base a esto

facilitar el diseo de soluciones de control de ruido.

Para estos casos se requiere de otro tipo de equipamiento: analizadores

espectrales.



EQUIPAMIENTO DE MEDIDA

EL SONOMETRO

Un sonmetro es un instrumento de

medida destinado a las medidas

objetivas y repetitivas de la presin

sonora; como sta se valora de

forma logartmica, diremos que es

un medidor de nivel de presin

sonora.

Por su precisin, los sonmetros se

clasifican en sonmetros patrones

(tipo 0), de precisin (tipo 1), de uso

general (tipo 2) de inspeccin

(tipo 3).

Estas clasificaciones se realizan de acuerdo con normativas nacionales e

internacionales aadindose calificativos que indican otras capacidades de

medida (sonmetros integradores, analizadores, de impulsos, etc.). Las normas en

vigor ms importantes son en Europa la IEC-651 para sonmetros y la IEC-804 para

sonmetros integradores.



Todo sonmetro responde al menos al diagrama de bloques de la fig. 1 y

comprende:

- Un micrfono que convierte las variaciones de presin sonora en variaciones

equivalentes de seal elctrica.

- Una o varias redes de ponderacin que hacen que la respuesta en frecuencia del

instrumento sea semejante a la del odo humano.

- Un detector que convierte la seal alterna en continua.

- Una ponderacin temporal que determina la velocidad de respuesta del

sonmetro frente a variaciones de presin sonora.

- Un indicador analgico o digital.



Redes de Ponderacin

La seal entregada por el micrfono y acondicionada por el preamplificador pasa

por una serie de circuitos amplificadores para acomodar el rango de lectura con

los niveles a medir y se lleva a una red de ponderacin.

La alinealidad del oido humano expresado en forma de las curvas isofnicas ha

llevado a la introduccin en los equipos para la medida del sonido de unos filtros

de ponderacin en frecuencia cuyo objeto es obtener instrumentos cuya respuesta

en frecuencia sea semejante a la del odo humano. Las curvas internacionalmente

aceptadas se denominan A, B y C, y sigue aproximadamente las isofnicas de 40,

70 y 100 fonos. La denominan dB(A), dB(B) o dB(C) las medidas tomadas con estos

filtros.

La utilizacin terica de estas curvas, sera la curva A para niveles bajos, la curva B

para niveles medios y la curva C para niveles altos. Sin embargo en la actualidad,



la nica que se emplea es la A, por su sencillez de uso y la buena correlacin que

muestra entre los valores medidos y la molestia o peligrosidad de la seal sonora.

La ponderacin D est normalizada para medida de ruido de aviones y enfatiza las

seales entre 1 y 10 KHz.



Detector e integrador

La seal elctrica, haya pasado una red de ponderacin o siga con su contenido

en frecuencia invariable (posicin que lo denomina lineal), es una seal alterna,

variable con el tiempo, la cual debemos convertir en una seal continua

proporcional a uno de estos parmetros.

. Nivel pico: Es la mxima amplitud instantnea de la seal. Se utiliza para valorar

seales de muy corta duracin como impactos (generados por choque de dos

superficies) o impulsos (variaciones bruscas de presin generadas directamente en

el aire como la explosin de un globo).

. Nivel pico a pico: Distancia entre las mximas amplitudes positiva y negativa. No

se usa en acstica.

. Nivel medio: Promedio numrico de la seal. No se usa en acstica.

. Nivel eficaz (RMS = Root Mean Square): Es una medida de la energa transportada

por la seal. Cuando se habla de niveles de presin sonora, siempre nos referimos a

valores eficaces salvo que se indique otra cosa.

En acstica se han normalizado tres tiempos de integracin, constantes de tiempo

o ponderaciones temporales, que de las tres formas se las conoce y son las

caractersticas Fast (rpido), Slow (lento) e Impulse (impulso). Sus nombre indican la



velocidad con que el sonmetro sigue las fluctuaciones del ruido y corresponde a

unos tiempos de integracin de 250 ms, 2 s y 35 ms respectivamente.

En el informe haremos constar la ponderacin temporal utilizada en las medidas.

Otro parmetro indicador del nivel de presin sonora es el nivel sonoro continuo

equivalente Leq, que representa el nivel que mantenindose constante durante

el tiempo de medida tiene el mismo contenido energtico que el nivel variable

observado; a veces se interpreta como un clculo del valor eficaz cuyo tiempo de

integracin se extiende al tiempo de medida. De cualquier forma el Leq es una

medida real de la energa de la seal durante el tiempo de medida.

CALIBRADORES

Antes de iniciar las medidas, es importante calibrar conjuntamente el micrfono y el

instrumento de medida; as comprobaremos el funcionamiento de todo el sistema y

aseguraremos la precisin de la medida. Es recomendable verificar la calibracin

despus de las medidas.



Para proceder a una calibracin acstica, debemos insertar el micrfono en el

calibrador, conectar ste y ajustar la lectura del sistema indicador a la presin

sonora del calibrador usado.

El pistfono que debe su nombre a que la presin sonora se produce mediante dos

pequeos pistones arrastrados por un motor elctrico, entrega nominalmente 124

dB a 250 Hz. El nivel de presin sonora exacto de cada pistfono viene indicado en

su carta de calibracin y debe corregirse con la presin atmosfrica local; a este

fin se suministra un barmetro calibrado en dB.

El calibrador sonoro opera con un altavoz miniatura y produce 94 dB (1 Pa) a 1.000

Hz.

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