INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
SEÑALES Y VIBRACIONES PROFESOR: López de Arriaga Pérez Maximiliano 6CV3
CASTILLO PINEDA JOSE LUIS JUAREZ CARMONA MARLENE GPE.
INDICE PRACTICA 1
Osciloscopio………………………………………….4 Figuras de Lissajous …………………………………4 Generador de Señales de Audio ……………………5 Material a Emplear …………………………………… …………………………………….7 Diagrama de Conexión ……………………………….8 Descripción de la Practica …………………………... 9 Conclusiones ………………………………………….11 Bibliografía…………………………………………… ..11
PRACTICA 2 El Sonómetro
Antecedentes Históricos ……………………………….13 Material a emplear ……………………………………… ……………………………………….18 Diagrama a bloques …………………………………….19 Desarrollo de la práctica ……………………………….20 Conclusiones ……………………………………………..21 Bibliografía ………………………………………………..21
PRACTICA 3 INTERFERENCIAS Y MEDICION DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
MARCO TEORICO………………………………………23 Material a Utilizar ………………………………………... ………………………………………... 25 Desarrollo práctico ………………………………………25 Diagrama de conexión ………………………………….26 Resultados obtenidos …………………………………..28 Conclusiones ……………………………………………..30 Bibliografía ………………………………………………..30
PRACTICA 4 MEDICION DEL RUIDO AMBIENTAL
Marco teórico……………………………………………32 Normas…………………………………………………...35 Material a utilizar ………………………………………… …………………………………………48 Desarrollo practico ……………………………………...48 Mediciones obtenidas………………………………… ..49 1
INDICE PRACTICA 1
Osciloscopio………………………………………….4 Figuras de Lissajous …………………………………4 Generador de Señales de Audio ……………………5 Material a Emplear …………………………………… …………………………………….7 Diagrama de Conexión ……………………………….8 Descripción de la Practica …………………………... 9 Conclusiones ………………………………………….11 Bibliografía…………………………………………… ..11
PRACTICA 2 El Sonómetro
Antecedentes Históricos ……………………………….13 Material a emplear ……………………………………… ……………………………………….18 Diagrama a bloques …………………………………….19 Desarrollo de la práctica ……………………………….20 Conclusiones ……………………………………………..21 Bibliografía ………………………………………………..21
PRACTICA 3 INTERFERENCIAS Y MEDICION DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
MARCO TEORICO………………………………………23 Material a Utilizar ………………………………………... ………………………………………... 25 Desarrollo práctico ………………………………………25 Diagrama de conexión ………………………………….26 Resultados obtenidos …………………………………..28 Conclusiones ……………………………………………..30 Bibliografía ………………………………………………..30
PRACTICA 4 MEDICION DEL RUIDO AMBIENTAL
Marco teórico……………………………………………32 Normas…………………………………………………...35 Material a utilizar ………………………………………… …………………………………………48 Desarrollo practico ……………………………………...48 Mediciones obtenidas………………………………… ..49 1
Conclusiones ……………………………………………50 Bibliografía ………………………………………………50
BIBLIOGRAFIAS …………………………………………………51
2
FIGURAS DE LISSAJOUS
3
PRACTICA NO. 1 I.
ANTECEDENTES TEORICOS
Osciloscopio El osciloscopio de rayos catódicos es un dispositivo extremadamente útil y versátil, caracterizado por una alta impedancia de entrada y un amplio dominio de frecuencias. Consiste en un tubo de vidrio al vacío que dirige un haz de rayos catódicos (electrones) a diversas partes de una pantalla; además de dos pares de placas paralelas, uno en sentido vertical y el otro en horizontal. El haz de electrones incide sobre la cara del tubo de rayos catódicos que está recubierto de una capa de material fosforescente y se produce un punto de luz visible en el lugar donde incide el rayo. El haz puede sufrir deflexiones al aplicar algún voltaje en las placas deflectoras horizontales y verticales. El eje horizontal comúnmente se usa para una base de tiempo lineal producida por un generador interno de onda de diente de sierra (generador de tiempo base)1. Virtualmente cualquier rapidez de barrido deseada puede obtenerse calibrando el barrido. La pantalla está cuadriculada a escala para poder predeterminar la cantidad de segundos que cada cuadro representará en la medición . Como una alternativa para la base de tiempo, cualquier voltaje arbitrario puede aplicarse para operar el eje horizontal. El eje vertical usualmente se emplea para mostrar un voltaje variable dependiente. Cuando dos voltajes se aplican uno a cada eje, se producen las figuras de Lissajous . FIGURAS DE LISSAJOUS Jules Lissajous (1822-1880), físico francés, se interesó por las ondas y desarrolló un método óptico para el estudio de las vibraciones. Primero estudió las ondas producidas por un diapasón en contacto con el agua. En 1855 describió una forma de estudiar vibraciones acústicas reflejando un rayo de luz desde un espejo que se encuentra pegado a un objeto vibrante, hacia una pantalla. Obtuvo las figuras que luego llevarían su nombre mediante el reflejo sucesivo de la luz de dos espejos pegados a dos diapasones vibrando con ángulos de desfase. Estas curvas pueden ser observadas sólo gracias a la inercia o persistencia visual, que no es otra cosa que un fenómeno de la visión por el cual aparece como continua la luz con variaciones rápidas de intensidad, y como movimiento continuo lo que no es sino una sucesión rápida de vistas fijas. Esto ocasiona que las imágenes o sucesos de imágenes se queden grabadas en nuestra retina y veamos como consecuencia una especie de “animación”.
Los diapasones son análogos a las placas del osciloscopio; la luz reflejada por los espejos, al haz de electrones; y la pantalla de reflexión, a la pantalla fosforescente2. Lissajous estudió las oscilaciones observadas cuando sus diapasones vibraban a frecuencias ligeramente diferentes. En este caso se observaba una elipse rotante en la pantalla. Gracias a éste trabajo sobre la observación óptica de las vibraciones, Lissajous obtuvo el premio Lacaze en 1873. Las figuras de Lissajous son frecuentemente llamadas curvas de Bowditch , gracias a Nathaniel Bowditch, quien las consideró en 1815, y fueron estudiadas más profundamente por Lissajous recién en 1857. 4
Las figuras de Lissajous tienen aplicaciones en muchas ciencias, especialmente en Física y Astronomía. Las siguientes ecuaciones paramétricas rigen las figuras de Lissajous3 x = a sin(nt + ð), y = b sin(mt)
donde a y b son las amplitudes de las señales en x e y , respectivamente; n y m son las frecuencias de ambas ondas o señales, pero expresadas en velocidad angular ( ð = 2ðf ); y ð es el ángulo de fase de una señal con relación a la otra. En nuestro experimento, se forman las figuras de Lissajous cuando se combinan la señal periódica que se mueve hacia adelante y hacia atrás con las onda periódica que se mueve hacia arriba y hacia abajo, ambas provenientes de los generadores de funciones. El modelo que resulta se puede observar en un osciloscopio.
GENERADOR DE SEÑALES DE AUDIO Este magnífico instrumento permite efectuar reparaciones tanto en equipamiento de audio doméstico como en sistemas profesionales. Aunque suene difícil de creer este simple circuito posee características sobresalientes de desempeño, superando incluso a muchos instrumentos de venta comercial de marcas de renombre. Esta compuesto por un oscilador en puente de Wein y una etapa buffer inversora que permite inyectar señal en equipos con entradas balanceadas (profesionales). El primer operacional se configuró como oscilador a 1Khz (frecuencia típica en estos equipos) con ganancia de 4 (regulable) y control de potencia (Int.) y nivel de salida. 5
Cerrando el interruptor marcado como "int." el equipo esta configurado para entradas de línea, abriendo esta llave el equipo esta ajustado para entradas de micrófono. El potenciómetro de 10 kΩ permite ajustar el nivel de la señal de salida. Dos operacionales
mas permiten inyectar la señal del oscilador a circuitos de audio balanceado. La lámpara cumple una función muy especial, mantener estable la salida del oscilador. Aprovechando las propiedades resistivas del filamento en frío y en temperatura (cuando esta frío la resistencia es sumamente baja, mientras que, cuando calienta la resistencia aumenta) se logra regular eficazmente el desempeño del oscilador. En este caso la resistencia aumenta cuando la tensión en la salida del operacional crece, esto hace que la realimentación disminuya con lo que el sistema se mantiene ajustado. En caso de bajar la tensión de salida la resistencia del filamento crecerá haciendo que la realimentación suba y se regule nuevamente la tensión.
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II.
MATERIAL A EMPLEAR 1. 2. 3. 4. 5.
OSCILOSCOPIO 2 GENERADORES DE AUDIO DIAPASON PUNTAS DE PRUEBA Y CABLES SONOMETRO
7
III.
DIAGRAMA DE CONEXIÓN
8
IV.
DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA.
Como primera operación se conecto todo el instrumento de medición. Enseguida se encendio el generador de audio para que apraceriera la primera señal, ya teniendo esta se conecto la segunda señal. Ya teniendo ambas señales se fue al osciloscopio para observar las figuras de lissajous, se obtuvo con los siguientes pasos.
Power
autoconfiguración
display
formato
xy
Primero se pusieron las señales 1:1 esto significa que con la misma frecuencia en estecaso de 1000 hz
En esta ocasión se pusieron 1:2 una de 1000hz y una de 2000 hz
Después se coloco a 1:3 con frecuencias de 1000 hz y 3000 hz respectivamente.
9
Por ultimo se tomo la medición con un diapasón el cual también se observaron las curvas de lissajous ya que este daba una frecuencia de 440 hz
10
V.
Conclusiones
Podemos determinar cómo se comportan las señales que salen por el generador de señales de audio ya que no se pueden observar sino simplemente escucharlas bueno siempre y cuando tengamos un amplificador. Llegamos a observar que las frecuencias llegan a ser de momento destructivas y/o constructivas y de allí verificamos muchas cosas como longitud de onda, su periodo entre otras, por medio del osciloscopio observamos eso dependiendo cuando está en fase cuando tiene 45, 90, 180, 270 grados . También podemos ver y decidir cuál frecuencia nos favorece y cual no.
VI.
BIBLIOGRAFIA.
CREUS, A. Instrumentación industrial. Editorial Marcombo Boixareu, 1997. Capítulo 1. DOEBELIN, E.O. Diseño y Aplicación de Sistemas de Medición. Editorial Diana, 1981. Capítulo 3. http://litch90.blogspot.mx/2012/01/figuras-de-lissajous.html
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SONOMETRO
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PRACTICA NO. 2
I.
ANTECEDENTES TEORICOS
EL SONOMETRO. El sonómetro es un instrumento de medida destinado a las medidas objetivas y repetitivas del nivel de presión sonora. Por su precisión, los sonómetros se clasifican en sonómetros patrones (tipo 0), de precisión (tipo 1), de uso general (tipo 2) y de inspección (tipo 3). El diagrama de bloques de todo sonómetro contiene, al menos, los siguientes: 1.- Micrófono. Convierte las variaciones de presión sonora en variaciones equivalentes de señal eléctrica. 2.- Preamplificador . Transforma la alta impedancia del micrófono en baja. 3.- Redes de ponderación en frecuencia . Hacen que la respuesta en frecuencia del sonómetro sea semejante a la del oído humano 4.- Detector integrador. Convierte la señal alterna en continua. 5.- Ponderación temporal. Ajusta la constante de tiempo que se utilizará en las medidas, y con ello determina la velocidad de respuesta del sonómetro frente a las variaciones de presión sonora. 6.- Indicador analógico o digital . Visualiza el resultado de las medidas.
1.- MICRÓFONO. El mejor transductor acústico tanto para medidas de laboratorio como para las medidas en campo con condiciones a veces muy severas es el micrófono de condensador, que, entre otras, tiene las siguientes ventajas: - Gran estabilidad ambiental. - Amplio rango de respuesta en frecuencia plana. - Baja distorsión. - Muy bajo nivel de ruido interno. - Gran rango dinámico. 13
- Alta sensibilidad. Un micrófono de este tipo consiste en un diafragma metálico de muy poca masa, montado paralelo y muy próximo a una placa rígida. Esta disposición forma un condensador de aire cuya capacidad varía cuando el diafragma se desplaza al incidir en él una onda sonora. Cuando el condensador esta polarizado con una tensión continua, las variaciones de capacidad originan variaciones de carga, lo cual se traduce en variaciones de tensión eléctrica, que son una fiel replica de las variaciones de presión que afectan al diafragma. Los micrófonos de medida se diseñan en diferentes tamaños y para diferentes aplicaciones. Las características mas importantes de todo micrófono son: sensibilidad, respuesta en frecuencia y directividad.
2.- PREAMPLIFICADOR.- Va colocado inmediatamente detrás del micrófono para reducir la alta impedancia del micrófono y así poder utilizar cables alargadores para conectarlo al resto de la cadena de medida con una impedancia de entrada relativamente baja. El preamplificador debe tener un ruido eléctrico muy bajo y una dinámica y rango de frecuencia mayor que las del micrófono que se le conecte. Antes de iniciar las medidas es importante calibrar conjuntamente el micrófono y el instrumento de medida para comprobar el funcionamiento de todo el sistema y asegurar la precisión de las medidas.
3.- REDES DE PONDERACIÓN EN FRECUENCIA. La señal entregada por el micrófono y acondicionada por el preamplificador pasa por una serie de circuitos amplificadores para acomodar el rango de lectura con los niveles a medir, y posteriormente pasa a la red de ponderación. Estas redes de ponderación se introducen para que el sonómetro tenga una respuesta en frecuencia similar a la del oído humano. Las curvas de ponderación dan cuenta de la distinta sensibilidad del oído humano para cada frecuencia, y se corresponden con las curvas de igual nivel de sonoridad o curvas isofónicas . Las curvas internacionalmente aceptadas se denominan A, B y C, y se corresponden con las isofónicas de 40, 70 y 100 fonios (a veces se utiliza también la curva D). se expresan en dB(A), dB(B) y dB(C) las medidas realizadas con estos filtros.
La curva A debería utilizarse para niveles bajos, la B para medios y la C para altos. Sin embargo, en la práctica la única que se emplea es la A que presenta buena correlación entre los valores medidos y la molestia o peligrosidad del sonido. La ponderación D está normalizada para la medida de ruido de aviones y enfatiza las señales entre 1 y 10 KHz. 14
4.- DETECTOR INTEGRADOR. La señal eléctrica después de pasar la red de ponderación, ó sin ponderar, es una señal alterna, variable con el tiempo que no es susceptible de ser medida, por lo cual hay que convertirla en una señal continua proporcional a uno de estos parámetros:
Nivel de pico: es la máxima amplitud instantánea de la señal. Se utiliza para valores de muy corta duración, como impactos, impulsos, etc.
Nivel eficaz: también llamado valor RMS (Root Mean Square) es la raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de la variable que se trate. Este valor es una medida de la energía transportada por la señal. Cuando se habla de niveles de presión sonora, siempre se refiere a valores eficaces definidos cómo:
5.- PONDERACIÓN TEMPORAL. Para el cálculo de los valores eficaces, en acústica se han normalizado tres tiempos de integración, constantes de tiempo o ponderaciones temporales (de las tres formas que se las conocen). Estas tres ponderaciones temporales son las siguientes: Fast (rápido), Slow (lento) e Impulse (impulso). Sus nombres indican la velocidad con que el sonómetro sigue las fluctuaciones del ruido y se corresponden con unos tiempos de integración de 250 ms (fast), 2 s (slow) y 35 ms (impulse).
La figura muestra la respuesta del sonómetro frente a la señal de larga duración. Si hubiéramos empleado un detector de pico, la lectura habría sido 3 dB superior, ya que la relación entre el valor de pico el eficaz para una sinusoide es , y por lo tanto: 20log=3 dB
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Si la señal a medir consta de impulsos aislados, o tiene un alto contenido de ruido de impacto, el nivel medido difiere mucho al usar unas constantes u otras, ya que la energía del impulso ha de “repartirse” en el tiempo de integración. Otro parámetro muy importante que se utiliza como indicador de nivel de presión sonora, es el nivel continuo equivalente o Leq. Esta medida representa el nivel que manteniéndose constante durante el tiempo que dura la medida tiene el mismo contenido energético que el nivel variable observado. También puede interpretarse como un cálculo del valor eficaz cuyo tiempo de integración se extiende al tiempo de la medida.
6.- INDICADOR ANALÓGICO O DIGITAL. Antiguamente los siguientes indicadores eran solamente analógicos, pero hoy en día se combinan indicadores analógicos y digitales. Hay que tener en cuenta la precisión del sistema indicador, que normalmente en digitales es 0.1 dB, mientras que los cuasi-analógicos sólo sirven para dar una idea de los niveles de entrada mientras se visualiza otro parámetro, como Leq, LMAX, LMI, etc. Los indicadores digitales que siguen las normas IEC se actualizan cada segundo y presentan el nivel máximo alcanzado en el segundo anterior. Este nivel se representa como SPL (Sound Pressure Level), mientras que la denominación INST(instantáneo) se reserva a aquellos indicadores del nivel presente en el instante de la actualización de la pantalla.
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OTRAS CARACTERÍSTICAS. Los sonómetros permiten hacer medidas en un rango determinado de frecuencias, generalmente de octavas y a veces también en tercios de octavas. Para ello en algunos modelos, como en el 2231 de Brüel & Kjær (el de esta práctica) hay que incorporar un modelo de filtros. El paso de una banda a la contigua se hace normalmente. El margen de medida de un sonómetro está limitado interiormente por el ruido eléctrico o térmico del micrófono y circuitería. En cuanto al límite superior de la medida normalmente se expresa en valores de pico, que son los que saturan la medida. Se completa la información con el factor de cresta del detector (el factor de cresta de una señal es el cociente entre el valor de pico y el nivel eficaz; para una sinusoide su valor es ). La dinámica del equipo se define como la diferencia entre la señal mas baja y más alta que pueden medirse sin cambiar el rango. La dinámica real suele ser mayor que la que figura, debido a que el fondo de escala es eficaz y no de pico. Generalmente los sonómetros incorporan indicadores de saturación. Cuando se activa el indicador de saturación, esta mostrando que algún circuito electrónico está recibiendo una señal superior a la admisible, aunque el indicador no lo acuse por estar midiendo valores eficaces. Un circuito saturado introduce error en la medida, pues por un lado se está recortando la amplitud de la señal, y por otro lado está generando armónicos. Cuando ocurra esto, hay que pasar al rango de escala inmediatamente superior del sonómetro.
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II.
MATERIAL A EMPLEAR
1. 2. 3. 4.
OSCILOSCOPIO 2 GENERADORES DE AUDIO PUNTAS DE PRUEBA Y CABLES SONOMETRO
18
III.
DIAGRAMA A BLOQUES DEL SONOMETRO
19
IV.
DESARROLLO DE LA PRACTICA
La práctica se desarrolló con la ayuda de instrumentación en esta ocasión con ayuda del sonómetro, se midieron distintas frecuencias de audio. El sonómetro las sensaciones sonoras en decibelios. Hay ciertas fórmulas para obtener potencia, intensidad y nivel acústico y estas son N.P.S= 20 log P/Pr
Pr=20 microamperes
N.I. = 10 log I/Ir
Ir= 10 -12 watts
N.W= 10 log W/Wr
Wr= 10-12 watts
Pasos para usar el sonómetro son:
Para usar el sonómetro debe estar calibrado en 94 db.
Se coloca el sonómetro en la ponderación C y se mide. Se memoriza el valor máximo y el valor minimo. Se graba en un cassette portátil de alta fidelidad. Se conecta a una PC o aun osciloscopio para hacer el análisis espectral.
20
V.
CONCLUISONES
En esta práctica se detallo acerca el sonómetro como usarlo como medirlo y la forma de calibrarlo. Pudimos observar que el micrófono que tiene este instrumento es muy similar al del oído humano Pudimos darnos cuenta que el sonido que se emite puede ser malo y bueno dependiendo que tanta potencia tenga este, con las formulas que relacionan a este nos damos una mejor referencia de como y en donde se esta dando la falla de un algo a lo cual deseamos llegar.
VI.
BIBLIOGRAFIA
www.fceia.unr.edu.ar/acustica/biblio/sonometr.htm http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared01/paisaje_sonor o/sonometro01.htm
21
INTERFERENCIAS Y MEDICION DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
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PRACTICA 3 INTERFERENCIAS Y MEDICION DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO MARCO TEORICO Una de las características esenciales del movimiento ondulatorio es el fenómeno de la interferencia. En esta práctica, se introduce la interferencia mediante un experimento simulado (el tubo de Quincke), que sirve para medir la velocidad del sonido. El applet que se muestra la interferencia de dos pulsos iguales:
uno que viaja de izquierda a derecha f (x-v·t ) y otro que viaja de derecha a izquierda f (x+v·t ),
donde v es la velocidad de propagación que se ha fijado en v =1 Una forma sencilla e ingeniosa de demostrar que el sonido es un fenómeno ondulatorio es por medio del experimento llevado a la práctica por Georg H. Quincke. El tubo de Quincke, es un dispositivo que permite crear el fenómeno de la interferencia en el sonido, demostrándose de esta manera que tiene un comportamiento ondulatorio, además de que se puede medir con este instrumento la longitud de onda de un tono puro cualquiera y de allí calcular la velocidad del sonido en el aire para la temperatura reinante en el momento de realizar el experimento. Georg Hermann Quincke (1834-1924) físico alemán que realizó investigaciones sobre los fenómenos de la capilaridad, la floculación, la electroforesis, tensión superficial. Investigó los fenómenos de reflexión óptica en superficies metálicas y la interferencia óptica, construyendo varios instrumentos de medida, como el termómetro acústico, un manómetro magnético y el tubo que recibe su nombre. Si bien, fue Sir John Herschel (1792-1881) hijo del famoso William descubridor del planeta Urano, quien plantea el experimento y nunca lo lleva acabo, siendo Quincke el que lo ejecuta. La denominación de Tubo de Quincke para el interferómetro es en su honor aunque en oportunidades se le conoce también como tubo de Herschel-Quincke como reconocimiento a ambos científicos. En esta entrada recrearemos el experimento de Quincke para ser testigos del fenómeno de la interferencia acústica además de establecer la velocidad del sonido en función de la longitud de onda que midamos y de la frecuencia del tono empleado. Experiencia que haremos utilizando nuestras habilidades manuales y auditivas sin recurrir a instrumentos sofisticados como un osciloscopio. La figura nos muestra esquemáticamente el diseño del tubo el cual es básicamente dos
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tubos en “U” unidos por un par de TEE , una de las “U” es móvi l a modo de la varilla de un
trombón.
Para entender el principio de funcionamiento del tubo de Quincke se debe estar claro que el sonido se produce por la formación de ondas, estas ondas podemos representarlas gráficamente a manera de una función senoidal en donde la distancia entre dos picos o dos valles es la longitud de la onda. Aunque esta función senoidal representa una onda transversal y el sonido es un caso de onda longitudinal, nos sirve como modelo para visualizar el fenómeno de la interferencia
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MATERIAL A UTILIZAR
Osciloscopio Oscilador Altavoz Tubo de Quincke Sonómetro Puntas de prueba y cables
DESARROLLO PRÁCTICO 1.-Se realizó la conexión del instrumento y aparatos de medición 2.-Conectando el Oscilador al tubo de Quincke a una entrada de él, conectándole una fuente de sonido, conectado a un osciloscopio para el desarrollo de las curvas, asi mismo de la otra salida del tubo se enfoca el sonómetro para medir el ruido que fluye dentro de él.
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DIAGRAMA DE CONEXION
Medida de la velocidad del sonido. El tubo de Quincke El dispositivo consta de dos tubos en forma de U, uno fijo de diámetro interno de 1 a 3 cm, y otro corredizo, cuyo diámetro interior es igual al diámetro exterior del tubo fijo. El sonido emitido por un altavoz, conectado a un generador de funciones de frecuencia variable, viaja por dos caminos diferentes: por el brazo derecho y por el brazo izquierdo. El micrófono capta la superposición de ambas ondas y su señal eléctrica generada se analiza con un osciloscopio. Las ecuaciones de las ondas armónicas que viajan por el camino izquierdo y por el camino derecho son, respectivamente Ψ1=Ψ0·senk (x -vt ) Ψ2=Ψ0·senk (x -vt )
Donde k es el número de onda k =2π/ λ, λ es la longitud de onda λ=v/f, v es la velocidad de propagación del sonido en el aire en condiciones normales, alrededor de 340 m/s y f la frecuencia del sonido emitido. Desde el altavoz al micrófono, el sonido recorre por el lado izquierdo, un camino de longitud x 1 y por el lado derecho, un camino de longitud x 2. En la posición del micrófono, tendremos la composición de dos MAS de la misma dirección y frecuencia Ψ1=Ψ0·senk (x 1-vt )=Ψ0·sen( kx 1-ωt ) Ψ2=Ψ0·senk (x 2 -vt )=Ψ0·sen( kx 2- ωt )
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Los dos MAS están en fase, cuando la diferencia de fase kx 2-kx 1 es un múltiplo entero de 2π. La amplitud del MAS resultante es máxima 2Ψ 0
Los dos MAS están en oposición de fase, cuando la diferencia de fase kx 2-kx 1 es un múltiplo impar de π. La amplitud del MAS resultante es mínima, cero.
Supongamos que cuando el brazo corredizo está en la posición 0 de la regla, la longitud de ambos caminos es la misma x 1=x 2. La amplitud del MAS resulta nte es máxima 2Ψ 0, la intensidad del sonido, proporcional al cuadrado de la amplitud será también máxima. El brazo deslizante se desplaza d , la longitud del camino izquierdo no cambia x 1, pero la longitud del camino derecho aumenta en 2 d . x 2 =x 1+2d
Para que los dos MAS en la posición del micrófono estén en fase se tiene que cumplir que
2d =nλ n =0, corresponde al origen, n =1 a la posición del primer máximo, n =2 al segundo máximo,
etc. Si vamos moviendo el brazo corredizo del dispositivo, observaremos que las posiciones de los máximos de la intensidad del sonido (en rojo en la figura inferior) están separados en la regla por media longitud de onda, λ/2
Para que los dos MAS en la posición del micrófono estén en oposición de fase se tiene que cumplir que
2d =(n+ ½ )λ n =0, corresponde al primer mínimo, n =1 a la posición del segundo mínimo, etc. 27
Si vamos moviendo el brazo corredizo del dispositivo incrementando d , observaremos que las posiciones de los mínimos de intensidad del sonido (en azulen la figura) están separados en la regla por media longitud de onda, λ/2
Midiendo la longitud de onda λ en la regla, y conocida la frecuencia f del sonido emitido por el altavoz, determinamos la velocidad del sonido v . v=λ·f
RESULTADOS OBTENIDOS
28
dB
cm.
Frecuencia
83
0
1kHz.
76
7
1kHz.
83
14
1kHz.
En total la longitud de onda es de un número a otro máximo con total 28 cm.
Siendo lo anterior la velocidad del sonido en el interior del tubo (tubo de quincke)
29
COLCLUSIONES Hemos notado en el experimento realizado que la velocidad del sonido a través de dicho tubo de quincke realmente varia con respecto a la distancia y al tiempo en que se someta dicho sistema. Fue notable viéndolo que como variaban las ondas graficadas en el osciloscopio, pudiendo concluir de que realmente se puede medir la velocidad con los respectivos instrumentos especiales.
BIBLIOGRAFIA http://www.informaticossonoro/sonometro01.htm http://www.electronicasdc.com/index.php?page=shop.product_details&flypage=&product_i d=413&category_id=97&vmcchk=1&option=com_virtuemart&Itemid=4
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MEDICION DEL RUIDO AMBIENTAL
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PRACTICA 4 MEDICION DEL RUIDO AMBIENTAL MARCO TEORICO Ruido es la sensación auditiva inarticulada generalmente desagradable. En el medio ambiente, se define como todo lo molesto para el oído. Desde ese punto de vista, la más excelsa música puede ser calificada como ruido por aquella persona que en cierto momento no desee oírla. En el ámbito de la comunicación sonora, se define como ruido todo sonido no deseado que interfiere en la comunicación entre las personas o en sus actividades. En el ámbito de las telecomunicaciones y de los dispositivos electrónicos, en general, se considera ruido a todas las perturbaciones eléctricas que interfieren sobre las señales transmitidas o procesadas. También, de una forma general el ruido se asocia con la idea de un sonido molesto, bien por su incoherencia, por su volumen o por ambas cosas a la vez. Los orígenes del ruido son múltiples, pudiendo citarse como más importantes los siguientes:
La agitación térmica producida en las moléculas del material que forma los conductores y, sobre todo, en las resistencias, por el choque con los electrones en movimiento.
El movimiento desordenado, en las válvulas termoiónicas y especialmente en los semiconductores, de los electrones y otros portadores de corriente, lo que les lleva a emplear más o menos tiempo en su recorrido de un electrodo a otro. Este movimiento desordenado de los portadores de carga aumenta considerablemente con la temperatura.
La naturaleza discreta de los portadores de corriente de los semiconductores (Ruido Shoot).
La irradiación de los cuerpos negros es otro factor importante en el ruido de las comunicaciones por radio, ya que todos los objetos del universo, dependiendo de su temperatura, emiten energía en forma de ondas electromagnéticas. 32
El ruido producido por fuentes tales como contactos defectuosos, artefactos eléctricos, radiación por ignición y alumbrado fluorescente, en general conocidas como señales parásitas.
El ruido errático producido por fenómenos naturales tales como tormentas eléctricas con relámpagos y rayos, eclipses y otros disturbios en la atmósfera o fuera de ella como las manchas solares.
El ruido generado a causa de la Radiación de fondo de microondas.
TEMPERATURA DEL RUIDO
La potencia de ruido exclusivamente térmico de un circuito vale N=KTB, siendo K, la constante de Boltzmann, T 290 K y B el ancho de bandaconsiderado en Hz. En el caso de un dispositivo real, sobre todo si es activo, produce un nivel de ruido mayor que N, que llamaremos PN. Entonces tenemos: PN=KTeB. Se llama temperatura equivalente de ruido a Te y es la temperatura a la que un cuerpo negro produce una potencia de ruido igual a la de nuestro dispositivo, en el ancho de banda de interés.
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 como los descritos en el anexo I de la Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación.
MEDICION DEL RUIDO AMBIENTAL Para medir el impacto del ruido ambiental (contaminación acústica) se utilizan varios indicadores que están en continuo desarrollo, a partir de Lp:
"Nivel de presión sonora", Lp
Nivel de presión sonora continuo equivalente, (Leq, T)
SEL Sound Exposure Level o Nivel de Exposición de Sonido.
LAmax
LKeq, T "Nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado Ha corregido"
LDN
Lp
33
El Nivel de presión sonora se define como 20 veces la relación logarítmica de la presión sonora eficaz respecto a una presión de referencia p0, de valor p0= 2 10-5 N/m², obtenida mediante una ponderación normalizada de frecuencias y una ponderación exponencial normalizada de tiempos. Si no se mencionan explícitamente, debe sobreentenderse que se trata de la ponderación temporal FAST y de la ponderación de frecuencias A, adoptando la siguiente nomenclatura LpA.
Leq, T SEL o Nivel de exposición de sonido El SEL es el nivel LEQ de un ruido de 1 segundo de duración. El SEL se utiliza para medir el número de ocasiones en que se superan los niveles de ruido tolerado en sitios específicos: barrios residenciales, hospitales, escuelas, etc.
LAmax Es el más alto nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado A, en decibelios, determinado sobre un intervalo temporal de 1 segundo (LAeq,1) registrado en el periodo temporal de evaluación.
LKeq, T Es el nivel de presión sonora continuo equivalente ponderado A, corregido por el tipo de fuente de ruido (tráfico o industrial), por el carácter del ruido (impulsivo, tonal) y por el período considerado (nocturno, vespertino, fin de semana). LKeq, T = LAeq, T + Kj
LDN o Nivel equivalente Día-Noche El LDN mide el nivel de ruido Leq que se produce en 24 horas. Al calcular el ruido nocturno, como no debe haber, se penaliza con 10 a los ruidos que se producen entre las 10 de la noche y las 7 de la mañana.
Desplazamiento temporal del umbral de audición (TTS: Temporary threshold shift ) Consiste en una elevación del umbral producida por la presencia de un ruido, existiendo recuperación total al cabo de un período, siempre y cuando no se repita la exposición al mismo. Se produce habitualmente durante la primera hora de exposición al ruido.
Desplazamiento permanente del umbral de audición (PTS:Permanent threshold shift )
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Es el mismo efecto TTS pero agravado por el paso del tiempo y la exposición al ruido. Cuando alguien se somete a numerosos TTS y durante largos períodos (varios años), la recuperación del umbral va siendo cada vez más lenta y dificultosa, hasta volverse irreversible. El desplazamiento permanente del umbral de audición esta directamente vinculado con la presbiacucia (pérdida de la sensibilidad auditiva debida a los efectos de la edad). La sordera producida por el desplazamiento permanente del umbral de audición afecta a ambos oídos y con idéntica intensidad.
NORMAS NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-081-ECOL-1994, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION DE RUIDO DE LAS FUENTES FIJAS Y SU METODO DE MEDICION. 1. Objeto Esta norma oficial mexicana establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido que genera el funcionamiento de las fuentes fijas y el método de medición por el cual se determina su nivel emitido hacia el ambiente.
2.Campo de aplicación
Esta norma oficial mexicana se aplica en la pequeña, mediana y gran industria, comercios establecidos, servicios públicos o privados y actividades en la vía pública.
3. Referencias
NMX-AA-40 Clasificación de ruidos. NMX-AA-43 Determinación del nivel sonoro emitido por fuentes fijas. NMX-AA-59 Sonómetros de precisión. NMX-AA-62 Determinación de los niveles de ruido ambiental.
4. Definiciones 4.1 Calibrador piezoeléctrico
Es un transductor que contiene un cristal piezoeléctrico de características estables capaz de transformar una señal eléctrica en una acústica uniforme en intensidad y frecuencia. 4.2 Desviación estándar Es la raíz cuadrada de la varianza de una función estadística. 4.3 Fuente fija Es toda instalación establecida en un sólo lugar que tenga como finalidad desarrollar actividades industriales, comerciales, de servicios o actividades que generen o puedan generar emisiones contaminantes a la atmósfera. 4.3.1 La fuente fija se considera como un elemento o un conjunto de elementos capaces de producir 35
ruido que es emitido hacia el exterior al través de las colindancias del predio por el aire y por el suelo. 4.3.2 La fuente fija puede encontrarse bajo la responsabilidad de una sola persona física o moral. 4.4 Media estadística Es el promedio aritmético de los valores de todos los niveles sonoros presentes durante el período de observación. 4.5 Medición continua Es la medición de un ruido fluctuante que se realiza sin interrupción durante todo el período de observación. Debe registrarse necesariamente en forma gráfica para su evaluación. 4.6 Medición semicontinua Es la medición de un ruido fluctuante que se realiza mediante la obtención aleatoria de muestras durante el período de observación. 4.7 Muestra estadística Es cualquier elemento del conjunto de valores aleatorios del nivel de ruido obtenido al azar en forma exclusiva, exhaustiva e igual. 4.8 Micrófono Es un instrumento mecano electrónico que transduce las señales acústicas aéreas en señales eléctricas. 4.9 Nivel de emisión de fuente fija Es el resultado de un proceso estadístico que determina el nivel de ruido emitido por la fuente fija a su entorno. 4.10 Nivel de presión acústica Es la relación entre la presión acústica de un sonido cualquiera y la presión acústica de referencia. Equivale a diez veces el logaritmo decimal del cociente de los cuadrados de una presión acústica cualquiera y la de referencia que es de 20 micropascales (20 mPa). 4.11 Nivel de ruido Es el nivel sonoro causado por el ruido emitido por una fuente fija en su entorno. 4.12 Nivel sonoro Es el nivel de presión acústica ponderada por una red normalizada de sonoridad o sea, el nivel de presión acústica ponderado por una curva. Se mide en decibeles (dB). 4.13 Nivel sonoro de fondo Es el nivel sonoro que está presente en torno a una fuente fija que pretenda medirse producido por todas las causas excepto la fuente misma. 4.14 Nivel equivalente Es el nivel de energía acústica uniforme y constante que contiene la misma energía que el ruido producido en forma fluctuante por una fuente fija durante el período de observación. Su símbolo es, Neq. 36
4.15 Nivel medio de emisión de fuente fija Es la media estadística de los niveles de ruido emitidos por una fuente fija. 4.16 Nivel 10 Es el límite inferior de todos los niveles sonoros presentes durante un lapso igual al 10% del período de observación. (Percentil 10). 4.17 Nivel 50 Es el límite inferior de todos los niveles sonoros presentes durante un lapso igual al 50% del período de observación. (Percentil 50). 4.18 Nivel 90 Es el límite inferior de todos los niveles sonoros presentes durante un lapso igual al 90% del período de observación. (Percentil 90). 4.19 Percentil Es el nivel que se rebasa durante un determinado porciento del tiempo del período de observación. 4.20 Pistófono Es el instrumento en el cual un pistón rígido puede estar animado de un movimiento alternativo de frecuencia y de amplitud conocidas, y que permite obtener una presión acústica definida en una cámara de pequeñas dimensiones. 4.21 Presión acústica Es el incremento de presión atmosférica debido a la presencia de una perturbación acústica. 4.22 Registrador gráfico Es un instrumento que permite capturar una señal acústica y representarla como una señal electromagnética producida por una señal acústica, en una gráfica. 4.23 Registrador magnético Es un instrumento que permite grabar una señal acústica como una señal electromagnética. 4.24 Registrador óptico Es un instrumento que permite fijar en una pantalla sensibilizada un conjunto de señales electromagnéticas producidas por correspondientes señales acústicas. 4.25 Reducción acústica Es el decremento normalizado del nivel sonoro debido a la presencia de un elemento constructivo que impide su libre transmisión, su simbolo es R . 4.26 Ruido Todo sonido indeseable que moleste o perjudique a las personas. 4.27 Sonómetro Es el aparato normalizado que comprende un micrófono, un amplificador, redes de ponderación y un indicador de nivel, que se utiliza para la medida de los niveles de ruido según especificaciones determinadas. 4.28 Varianza 37
Es la suma de las desviaciones cuadráticas de un nivel sonoro cualquiera, respecto a la media, dividida entre el número de muestras menos 1. 4.29 Zonas Críticas Son las áreas aledañas a la parte exterior de la colindancia del predio de la fuente fija donde ésta produce las mayores emisiones de energía acústica en forma de ruido. Se indican como ZC.
5. Especificaciones 5.1 La emisión de ruido que generan las fuentes fijas es medida obteniendo su nivel
sonoro en ponderación "A", expresado en dB (A). 5.2 El equipo para medición el nivel sonoro es el siguiente: 5.2.1 Un sonómetro de precisión. 5.2.2 Un calibrador piezoeléctrico o pistófono específico al sonómetro empleado. 5.2.3 Un impresor gráfico de papel o un registrador de cinta magnética. 5.2.4 Puede ser utilizado equipo opcional para la medición del nivel sonoro que es el siguiente: 5.2.4.1 Un cable de extensión del micrófono, con longitud mínima de 1 m. 5.2.4.2 Un tripié para colocar el micrófono o equipo receptor. 5.2.4.3 Un protector contra viento del micrófono. 5.3 Para obtener el nivel sonoro de una fuente fija se debe aplicar el procedimiento de actividades siguiente: Un reconocimiento inicial; una medición de campo; un procesamiento de datos de medición y; la elaboración de un informe de medición. 5.3.1 El reconocimiento inicial debe realizarse en forma previa a la aplicación de la medición del nivel sonoro emitido por una fuente fija, con el propósito de recabar la información técnica y administrativa y para localizar las Zonas Críticas. 5.3.1.1 La información a recabar es la siguiente: 5.3.1.1.1 Croquis que muestre la ubicación del predio donde se encuentre la fuente fija y la descripción de los predios con quien colinde. Ver figura No. 1 del Anexo 1 de la presente norma oficial mexicana. 5.3.1.1.2 Descripción de las actividades potencialmente ruidosas. 5.3.1.1.3 Relacionar y representar en un croquis interno de la fuente fija el equipo, la maquinaria y/o los procesos potencialmente emisores de ruido. Ver figura No. 2A del Anexo 2 de la presente norma. 5.3.1.2 Con el sonómetro funcionando, realizar un recorrido por la parte externa de las colindancias de la fuente fija con el objeto de localizar la Zona Crítica o zonas críticas de medición. Ver figura No. 2A del anexo 2 de la presente norma. 5.3.1.2.1 Dentro de cada Zona Crítica (ZCi) se ubicarán 5 puntos distribuidos vertical y/u horizontalmente
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en forma aleatoria a 0.30 m de distancia del límite de la fuente y a no menos de 1.2 m del nivel del piso. Ver figura No. 2A del anexo 2 de la presente norma oficial mexicana. 5.3.2 Ubicados los puntos de medición conforme a lo señalado en el punto 5.3.1.2.1 se deberá realizar la medición de campo de forma continua o semicontinua, teniendo en cuenta las condiciones normales de operación de la fuente fija. 5.3.2.1 Mediciones continuas 5.3.2.1.1 De acuerdo al procedimiento descrito en el punto 5.3.1 se elige la zona y el horario crítico donde la fuente fija produzca los niveles máximos de emisión. 5.3.2.1.2 Durante el lapso de emisión máxima se elige un período no inferior a 15 minutos para la medición. 5.3.2.1.3 En la zona de emisión máxima se ubicarán aleatoriamente no menos de 5 puntos conforme al procedimiento descrito en el punto 5.3.1.2.1. Se aconseja describir los puntos con las letras (A, B, C, D y E) para su identificación. La zona de emisión máxima se identificará con las siglas ZC y se agregará un número progresivo en el caso de encontrar más zonas de emisión máxima (ZC1, ZC2, etc.). Ver figura No. 2A del Anexo 2. 5.3.2.1.4 Se ajusta el sonómetro con el selector de la escala A y con el selector de integración lenta. 5.3.2.1.5 En caso de que el efecto del viento sobre la membrana del micrófono sea notorio se debe cubrir ésta con una pantalla contra el viento. 5.3.2.1.6 Debe colocarse el micrófono o el sonómetro en cada punto de medición apuntando hacia la fuente y mantenerlo fijo un lapso no menor de 3 minutos, durante el cual se registra ininterrumpidamente la señal. Al cabo de dicho período de tiempo se mueve el micrófono al siguiente punto y se repite la operación. Durante el cambio se detiene la grabación o almacenamiento de la señal, dejando un margen en la misma para indicar el cambio del punto. Antes y después de una medición en cada ZC debe registrarse la señal de calibración. 5.3.2.1.7 En toda medición continua debe obtenerse un registro gráfico en papel, para lo cual debe colocarse el registrador de papel al sonómetro de medición y registrar la señal de cada punto de medido y el registro de la señal de calibración antes y después de la medición de cada Zona Crítica. 5.3.2.2 Mediciones semicontinuas 5.3.2.3.1 Aplicar el procedimiento descrito en los puntos 5.3.2.1.1, 5.3.2.1.2, 5.3.2.1.3, 5.3.2.1.4 y 5.3.2.1.5 de la presente Norma Oficial Mexicana. 39
5.3.2.3.2 Debe colocarse el sonómetro o el micrófono del sonómetro en cada punto de medición apuntando hacia la fuente y efectuar en cada punto no menos de 35 lecturas, procurando obtener cada 5 segundos el valor máximo observado. Antes y después de las mediciones en cada Zona Crítica debe registrarse la señal de calibración. 5.3.2.3.3 En el caso de que se emplee el registro gráfico, debe tenerse una tira de papel continua por cada punto de medición. 5.3.2.4 Ubicación de puntos de medición 5.3.2.4.1 Si la fuente fija se halla limitada por confinamientos constructivos (bardas, muros, etc.), los puntos de medición deben situarse lo más cerca posible a estos elementos (a una distancia de 0.30 m), al exterior del predio, a una altura del piso no inferior a 1.20 m. Deben observarse las condiciones del elemento que produzcan los niveles máximos de emisión (ventanas, ventilas, respiraderos, puertas abiertas) si es que éstas son las condiciones normales en que opera la fuente fija. 5.3.2.4.2 Si el elemento constructivo a que se refiere el punto 5.3.2.4.1 no divide totalmente la fuente de su alrededor, el elemento es considerado como parcial, por lo que debe buscarse la zona de menor sombra o dispersión acústica. Si el elemento divide totalmente la fuente de su alrededor deberá seguirse lo establecido en el punto 5.3.2.6. 5.3.2.4.3 Si la fuente fija no se halla limitada por confinamientos, pero se encuentran claramente establecidos los límites del predio (cercas, mojoneras, registros, etc.), los puntos de medición deben situarse lo más cerca posible a los límites exteriores del predio, a una altura del piso no inferior a 1.20 m. 5.3.2.4.4 Si la fuente fija no se halla limitada por confinamientos y no existe forma de determinar los límites del predio (maquinaria en la vía pública, por ejemplo), los puntos de medición deben situarse a un 1 m de distancia de ésta, a una altura del piso no inferior a 1.20 m. 5.3.2.5 Medición del ruido de fondo 5.3.2.5.1 Deben elegirse por lo menos 5 puntos aleatorios alrededor de la fuente y a una distancia no menor de 3.5 m, apuntando en dirección contraria a dicha fuente. Se aconseja describir los puntos con las números romanos (I, II, III, IV y V) para su identificación. 5.3.2.5.2 Debe medirse el nivel sonoro de fondo en cada uno de los puntos determinados conforme a los procedimientos señalados en los puntos 5.3.2.1 ó 5.3.2.2 de la presente norma oficial mexicana.
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5.3.2.6 Determinación de la reducción acústica de un elemento constructivo en una Zona Crítica.
5.3.2.6.1 Para determinar el aislamiento producido por un elemento constructivo común a la fuente fija y a un recinto aledaño debe procederse como sigue: 5.3.2.6.1.1 Elegir 5 puntos en el interior de la fuente a 2 m de distancia del elemento constructivo común coincidente con alguna de las zonas críticas medidas y realizar la medición de conformidad a lo descrito en los puntos 5.3.2.1 y 5.3.2.2 dirigiendo el micrófono o el sonómetro hacia los generadores como se describe en la figura No. 2B del Anexo 2 de la presente norma oficial mexicana. 5.3.3 Procesamiento de datos de medición 5.3.3.1 Si la medición se realiza de forma continua: 5.3.3.1.1 Debe obtenerse el tiempo transcurrido en la medición para cada punto. 5.3.3.1.1.2 Debe calcularse el nivel sonoro equivalente del período de observación medido por medio de la fórmula:
5.3.3.1.1.3 Deben anotarse los valores de los niveles máximo absoluto y mínimo absoluto registrados en cada punto. 5.3.3.1.4 Debe obtenerse el área bajo la curva registrada en la tira de papel continua para cada punto de medición. (Las ordenadas deben considerarse a partir del origen). 5.3.3.1.5 Debe hacerse el cociente entre los valores obtenidos en los puntos 5.3.3.1.3 y 5.3.3.1.1. Este valor es la media de los niveles medidos y equivale al nivel 50 (N50). 5.3.3.1.6 A partir del nivel máximo se trazan rectas paralelas al eje longitudinal de la tira de papel (eje de los tiempos) en pasos de -2 dB y se determina la amplitud de los intervalos bajo la curva registrada, que a una escala determinada de el tiempo durante el que estuvo presente el nivel mínimo (-2k) dB. 5.3.3.1.7 Por una interpolación lineal de los 2 valores más cercanos a N10 resultantes de los puntos 5.3.3.1.5 debe obtenerse el nivel 10 (N10) (nivel que estuvo presente durante más del 10% del lapso total registrado). 5.3.3.1.8 Debe calcularse la desviación estándar de la medición en cada punto por la fórmula (8). 41
5.3.3.1.9 Debe calcularse el promedio de los niveles N50 y N10 obtenidos en cada punto. y obtenerse el promedio para todos los puntos `s
5.3.3.2 Si la medición se realiza de forma semicontinua. 5.3.3.2.1 Deben calcularse los niveles N50, N10 y la desviación estándar de las mediciones realizadas en cada punto, por las fórmulas siguientes:
5.3.3.2.2 Debe calcularse el nivel equivalente para las observaciones en cada punto por la fórmula (8).
5.3.3.2.3 Debe calcularse el nivel equivalente de los niveles equivalentes obtenidos para cada punto por la fórmula (8). 42
5.3.3.2.4 Debe calcularse el promedio aritmético de los niveles N50, N10 y de la desviación estándar obtenidos para cada punto. 5.3.3.2.5 Si las mediciones son hechas con un registrador gráfico, deben señalarse en la tira de papel continua para cada punto de medición un mínimo de 35 valores observados seleccionandolos en forma aleatoria (de preferencia con una tabla de números aleatorios) y seguirse lo señalado en los puntos 5.3.3.1.1, 5.3.3.1.3, 5.3.3.1.4, 5.3.3.1.5 y 5.3.3.1.6 de la presente norma oficial mexicana. 5.3.3.2.6 Si las mediciones son hechas con un registrador óptico, deben seleccionarse en forma aleatoria por lo menos 35 valores del registro de medición total en cada punto y seguirse lo señalado en los puntos 5.3.3.1.1, 5.3.3.1.3, 5.3.3.1.4, 5.3.3.1.5 y 5.3.3.1.6 de la presente norma oficial mexicana. 5.3.3.2.7 Si las mediciones fueron hechas con un sonómetro integrador o con registrador magnético deben seguirse todas las actividades señaladas en el punto 5.3.2.1. 5.3.3.2.8 Calculése la reducción acústica de un elemento constructivo (pared, barda, etc. del predio colindante) que divide totalmente a la fuente fija por medio de la fórmula:
5.3.3.3 Correcciones 5.3.3.3.1 Obtengáse la corrección por presencia de valores extremos por medio de la fórmula (10):
5.3.3.3.2 Obtengáse la diferencia del promedio de los N50 de la fuente fija y del ruido de fondo.
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5.3.3.3.3 Si D50_0,75dB, obtengáse la corrección por ruido de fondo por medio de la fórmula:
5.3.3.4 Determinación del nivel de fuente fija. 5.3.3.4.1 Corríjase el N50 medio por extremos:
5.3.3.4.2 Determinése el mayor del N'50 y (Neq)eq y llamése a este valor nivel de fuente fija Nff.
5.3.3.4.3 Si la diferencia de los niveles N50 de fuente - N50 de fondo es mayor a 0.75 dB corrijáse el nivel de fuente fija por ruido de fondo.
5.3.3.4.4 Si D50<0.75dB, la fuente fija no emite nivel sonoro. 5.3.3.4.5 Si existe un elemento constructivo total entre la fuente y la zona crítica coincidente corríjase por 44
aislamiento.
5.3.3.4.5.1 La corrección por aislamiento a que se refieren los puntos 5.3.3.4.5 y 5.3.3.2.8 y la determinación de la reducción acústica referida en el punto 5.3.2.6 de la presente norma oficial mexicana puede ser obtenida por métodos alternos, los cuales deberán mostrar su justificación técnica y práctica. 5.3.3.4.6 Se determinará que la emisión de la fuente fija es contaminante si el nivel sonoro que resulte de la determinación realizada en el punto 5.3.3.4 de la presente norma oficial mexicana supera el límite máximo permisible correspondiente al que se establece en la Tabla 1 del punto 5.4 abajo mostrado. 5.3.4 Informe de medición 5.3.4.1 Identificación total de la fuente fija. (Nombre o razón social, responsable, dirección). 5.3.4.2 Ubicación de la fuente fija, incluyendo croquis de localización y descripción de colindancias, situación aproximada de la misma en el interior del predio y las zonas críticas de emisión máxima de nivel sonoro. 5.3.4.3 Localización aproximada de los puntos de medición en el croquis anterior. 5.3.4.4 Caracterísitcas de operación de la fuente fija indicando los horarios de emisión máxima y la eventualidad en fuentes móviles internas. 5.3.4.5 Tipo de medición realizada (continua o semicontinua). 5.3.4.6 Equipo empleado, incluyendo marcas y número de serie. 5.3.4.7 Nombres completos de las personas que realizaron la medición. 5.3.4.8 Fecha y hora en la que se realizó la medición. 5.3.4.9 Otras eventualidades descriptivas (condiciones meteorológicas, obstáculos etc.) 5.3.4.10 Valor de los niveles N50, N10 y el nivel equivalente de Neq si se trata de una medición semicontinua. 5.3.4.11 Nivel medio del ruido de fondo medido y además el nivel equivalente del ruido de fondo si se trata de una medición semicontinua. 5.3.4.12 Corrección por ruido de fondo. 5.3.4.13 Corrección por presencia de extremos. 5.3.4.14 Corrección por aislamiento. 5.3.4.15 Valor de nivel de emisión de la fuente fija. 45
5.3.4.16 En caso eventual, desviaciones respecto al procedimiento de la presente norma oficial mexicana, indicando la justificación teórica y la equivalencia con los valores que hubieran sido obtenidos por medio de esta norma. 5.4 Los límites máximos permisibles del nivel sonoro en ponderación "A" emitido por fuentes fijas, son los establecidos en la Tabla 1.
Tabla 1
HORARIO LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES de 6:00 a 22:00 68 dB(A) de 22:00 a 6:00 65 dB(A)
6. Vigilancia 6.1 La Secretaría de Desarrollo Social, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente, así como los Estados y en su caso los Municipios, son las autoridades competentes para vigilar el cumplimiento de la presente norma oficial mexicana.
7. Sanciones 7.1 El incumplimiento de la presente norma oficial mexicana, será sancionado conforme a lo dispuesto por la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y demás ordenamientos jurídicos aplicables.
8. Bibliografía 8.1 Reglamento para la Protección del Ambiente contra la Contaminación Originada por la Emisión de Ruido. (D.O.F. 6 de diciembre de 1982). 8.2 Burgess, J.C. How much data is enough? - JASA 93(4-2) 2325. 1993. (¿Cuanta información es suficiente?). 8.3 Fidell, S., Schultz, T.J., Green, D.M.- A theoretical interpretation of the prevalence rate of noiseinduced annoyance in residential populations. JASA 84(6), 2109-2113, 1988. (Una interpretación teórica del nivel de prevalecencia de molestia de ruido incluido en poblaciones). 8.4 Fields, J.M.- The effects of numbers of noise events on people's reactions to noise: An analysis of existing survey data JASA 75(2), 447-467, 1984. (Los efectos de números de eventos de ruido sobre las reacciones de la gente al ruido: un análisis de información existente) 8.5 Fisk, D.J.- Statical sampling in community noise measurements. J.Sound Vibr. 30, 221-236, 1969. (Muestra estática en las medidas de ruido en la comunidad). 8.6 Freund, J. E. Mathematical statistics.- Prentice-Hall, Inc. USA.- 1971. (Estadísticas matemáticas). 8.7 Gagliardini, L., Roland, J., Guyader, J.L.- The use of a functional basis to calculate acoustics
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transmission between rooms. J. sound vibr. 145(3), 457-478, 1991. ( El uso de las bases funcionales para calcular la transmisión acústica entre cuartos). 8.8 ISO-1996-1982 (E). Acoustics - Determination and measurement of environmental noise. (Acústica Determinación y medida del ruido ambiental). 8.9 ISO-140/1978. Measurement of sound insulation in buildings and of building elements. (Medida de la aislación de sonido en edificios y sus elementos). 8.10 Job, R.F.S.- Community response to noise.- A review of factors influencing the relationship between noise exposure and reaction. JASA 83(3), 991-1001, 1988. (Respuesta a la comunidad al ruido. Una revisión de los factores que influyen en la relación entre la exposición y reacción de ruido). 8.11 Ward, W.D., Cushing, E.M., Burns, E.M.-Effective quiet and moderate T.T.S.Implications for noise exposure standards.- JASA 59(1), 160, 165, 1976.
9. Concordancia con normas internacionales 9.1 Esta norma oficial mexicana no coincide con ninguna norma internacional. 10. Vigencia 10.1 La presente norma oficial mexicana entrará en vigor al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial de la Federación.
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MATERIAL A UTILIZAR
Generador Sonómetro Oscilador
DESARROLLO PRÁCTICO 1.- Se realizaron las conexiones debidas para la medición del ruido, conectando un generador a un generador de ruido. 2.- Se realizaron las debidas mediciones tomado ciertas distancias de la fuente de sonido midiéndolo con el sonómetro .
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MEDICIONES OBTENIDAS DERECHA (dB)
CENTRO(dB)
IZQUIERDA(dB)
72.2 62.5 72.4
80.3 78.8 71.5
76 74.7 69.4
Promedio:73.08 dB 1m. de distancia de la fuente de sonido 78.2 dB 2m. de distancia de la fuente de sonido 87.9 dB 4 o 5m. aprox de distancia de la fuente de 75 dB sonido
Calcular: a) P:
) ( ( ) ( ) b) El valor de la intensidad: Donde Entonces: c) El nivel de intensidad: Donde: Ir=
( )
Entonces:
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CONCLUSIONES Pudimos de terminar el valor del ruido y medirlo a través del sonómetro como ya hemos visto antes, al igual determinamos el promedio del ruido en decibelios, su intensidad y su nivel de intensidad, con las mencionadas durante la práctica, tuvimos cierto énfasis en el uso del sonómetro y lo cual comentamos con los mismo compañeros y maestro de los rango de ruido que una persona puede percibir, al igual se menciona la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-081-ECOL-1994, QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION DE RUIDO DE LAS FUENTES FIJAS Y SU METODO DE MEDICION. Más que nada la importancia de medición de ruido es debido a dicha norma para no sobre pasar los límites y no tener algún problema a futuro .
BIBLIOGRAFIA http://www.tequipment.net/ProtekA450.asp http://www.cedesa.com.mx/TDS1002C-EDU/ Fundamentos de Ondas Eléctricas 2da. Edición Hugh Hildreth Skilling
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