Acústica en la arquitectura

Campos Sonoros

Laboratorio IV – AcústicaSemestre 2 /2015

Campos Sonoros

Campo directo (aire libre - cámara anecoica) y campo reverberante

Fuente: Egan (1988, p. 39-40)

Cámara Anecoica

Cámara Reverberante

Campos Sonoros

Ambiente sin material absorbente: muy reverberante

Ambiente con material absorbente en el techo, en las paredes y en el piso: poco (o

menos) reverberante

Gráfico de los campos sonoros

Distância da fonte (m)

CAMPO REVERBERANTE CAMPO LIVRE

Ambiente sem material absorvente

Teto com material absorvente

Teto e paredes com material absorvente NPS

(dB)

Quanto mais material absorvente é usado, a redução do NPS tende a ser em função da distância, como em campo livre.

Em campo livre, o NPS decai 6 dB a medida em que se dobra a distância da fonte

CAMPO LIBRE

Cuanto más material absorbente, el NPS tiende a decaer en función de la distancia, como en campo libre

A cada duplicación de la absorción: -3dBDistancia de la fuente (m)

Ambiente sin material absorbente

Techo con material absorbente

Techo y paredes con material absorbente

En campo libre, el NPS decae 6 dB a cada duplicación de la distancia

Tiempo de Reverberación

Audición y rangos audibles

Reverberación (siendo que v=340m/s)

Es el fenómeno que ocurre cuando, en ambientes cerrados, dos sonidos, el emitido directamente y el reflejado por los límites físicos del ambiente, llegan al oyente sobrepuestos, confundiendo la percepción sonora. La reverberación puede amplificar el resultado sonoro en una sala.

Tiempo de Reverberación (TR 60) y Nivel de Presión Sonora (NPS)

Crecimiento y Decaimiento del NPSFuente: Gerges (2000, p. 264)

Absorción Baja

Absorción Alta

Tiempo

Ambientes Internos – Tiempo de Reverberación

Cálculo del Tiempo de Reverberación

SA A

0,161VTR

Donde: V = Volumen del ambiente (m ³) A = Absorción total del ambiente (m ²)

S = Área total de las superficies del ambiente = Coeficiente de absorción de los materiales

SA

TR (s)

Volumen (m³)

TR IDEAL - 500 Hz

Absorción Acústica y Materiales

Donde:Ei = Energía incidenteEr = Energía reflejada Ea = Energía absorbida Ed = Energía disipadaEt = Energía transmitida

Componentes del sonido / Energía sonora

Tipos de absorbentes

Resistivos - materiales porosos (espumas) y fibrosos (lana de vidrio, lana de roca, etc.)

Transforman la energía sonora en energía térmica a través de la viscosidad del aire.

Reactivos - placas vibrantes (diafragmas) y los resonadores

Transforman la energía sonora en energía térmica a través de la resonancia del dispositivo

Absorbente poroso-fibroso

En general, absorbe mucho las altas frecuencias y poco las bajas frecuencias. Su desempeño aumenta con el aumento de la espesura y de la densidad.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

63 125 250 500 1000 2000 4000

Material fibroso ou poroso 2,5 cm de espessura

Material fibroso ou poroso 5 cm de espessura

Material fibroso-poroso 2,5cm de espesor

Material fibroso-poroso 5cm de espesor

Frecuencia Hz

Coeficiente de Absorción

Mecanismo de absorción de los materiais fibrosos

Espuma Sonex

Espuma

Fibras

“Baffles” con lana de vidrio

Lana de Vidrio

Placas vibrantes (diafragmas)

Las placas vibrantes son optimas absorbentes de baja frecuencia. Su desempeño depende de la masa de la placa, de la distancia de la misma con relación a la pared y si tiene material fibroso en su interior

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

63 125 250 500 1000 2000 4000

Painel sem material fibroso no espaçamento

Painel com material fibroso no espaçamento

Coeficiente de Absorción

Frecuencia Hz

Panel con material fibroso-poroso en su interior

Panel sin material fibroso-poroso en su interior

Placas vibrantes

Paneles de tejido espeso con lana de vidrio en su interior (mezcla de mecanismo)

Coeficiente de absorción de panel

Painéis Absorventes Iso Sound - ISOVER

0,45

0,81 0,79

0,920,85

0,53

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

125 250 500 1000 2000 4000Freqüências (Hz)

Coe

ficie

nte

de A

bsor

ção

Frecuencia (HZ)

Coe

ficie

nte

de A

bsor

ción

Paneles Absorbentes Iso Sound ISOVER – 2m x 1,2m x 5cm

Resonadores

Los resonadores también absorben muy bien una determinada frecuencia baja. Su performance depende de la área de la apertura de la cavidad y del volumen de la cavidad del resonador

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

63 125 250 500 1000 2000 4000

Ressonador com abertura muito estreita

Ressonador com material fibroso na cavidade

Coeficiente de Absorción

Frecuencia Hz

Resonador con apertura muy estrecha

Resonador con material fiborso en la cavidad

Resonador de Helmhotz

Calabaza de mate

Ensayo con material alternativoCalabaza (mate)

Paneles de lana de vidrio

Resumen

Ensayos Laboratoriales - cámara de recepción

NPS médio - ENSAIO LABORATORIAL

6065707580859095

100

125 250 5001000

20004000

Freqüências (Hz)

Nív

el d

e Pr

essã

o So

nora

(dB

) Câmara Vazia

2 Painéis

4 Painéis

6 Painéis

8 painéis

11 Painéis

Absorción total del ambiente “A” : Homogeneidad de “A”: Disposición de materiales

A = S

ISO 11654 (1997) - clase de absorbentes

Ejemplos campo abierto y reverberante

Campo libre: palabra hablada

3m 9m

Supongamos un ambiente con ruido de fondo de 40 dB.Si el sonido directo en la primera fila es de 60dB y cada fila absorbe 1.5 dB,¿cuantos dBs se escucharán en la ultima fila?Atenuación sonora de las filas: 1.5x10=15dBAtenuación por campo libre: 6dB x2= 12dB

Respuesta: 60dB – 27dB = 33 dBSe escucharán alrededor de unos 33dB (inaudible para un lugar con ruido de fondo de 40dB)

Teatro Griego/Romano

Red Rocks California

Teatro Total Walter Gropius (Proyecto de 1927)

Parque do Ibirapuera- São Paulo (exterior)

Parque do Ibirapuera - São Paulo (interior)

Control del ruido y aislamiento acústico

Control del ruido