Universidad Técnica Privada Cosmos Facultad de Ingeniería
NOMBRE
:
RAMIRO DANIEL JUSTINIANO C PA
DOCENTE
:
ING. WIÑAY RAMIREZ
CARRERA
:
INGENIERIA DE SONIDO
CURSO
:
5
FECHA
:
01 DE ABRIL DEL 2009
TO
SEMESTRE
INDICE
1. Introducción……………………………………………………………….....
2. Objetivos………………………………………………………………………
3. Marco Teórico…………………………………………………………………
4. Conclusiones………………………………………………………………….
5. Bibliografía……………………………………………………………………
Introducción El siguiente informe va destinado a lo que es la conceptualización del denominado “Método de la Cámara Reverberante”, para su debido entendimiento tocaremos temas bien puntuales acerca del tema.
Objetivos Objetivos Generales Determinar que es una “Cámara Reverberante”. Determinar con que propósito son construidos estos recintos. Determinar bajo que normativas internacionales se construyen estos recintos.
Objetivos Específicos Determinar con que materiales son construidas estas instalaciones. Verificar si en nuestro país contamos con un ambiente con estas características.
Marco Teórico Para poder empezar a tener conocimiento de lo que es una “Cámara Reverberante” es de suma importancia tener en cuenta de que es la reverberación en sí, La reverberación es un fenómeno acústico natural que se produce en recintos más o menos cerrados por el cual a la señal original se le van sumando las diferentes ondas reflejadas en las paredes del recinto con un retardo generado básicamente por la distancia física entre la fuente de sonido original y las paredes del recinto. Hay algunos autores que para definir el fenómeno de la “reverberación” usan el término “eco” como repetición de un sonido en el tiempo, de forma que la reverberación es un conjunto de ecos producidos por las paredes del recinto que se van sumando a la señal original. En cambio, otros autores más técnicos, prefieren diferenciar claramente ambos conceptos. Y esa diferenciación se basa en una simple cuestión de percepción auditiva. Nuestro oído posee una característica denominada persistencia acústica por la cual es incapaz de distinguir un sonido de sus reflexiones siempre y cuando la diferencia de tiempo entre ambas sea menor a 1/15 de segundo. Teniendo ya en cuenta que es la reverberación, se puede tener una conclusión más puntual de lo que es una cámara reverberante, la cual es simplemente el diseño de un recinto cuyas superficies han sido tratadas con materiales muy reflectores (como por ejemplo alicatado cerámico) y que por consiguiente refleja todo el sonido incidente. Se utiliza para medir la potencia sonora emitida por una fuente y para medir en el laboratorio el coeficiente de absorción sonora de una muestra de material absorbente, (Fig. 1).
Fig. 1
A continuación nombrare las características principales de la construcción de una cámara reverberante, a demás valga mencionar que esta cámara fue construida por seis estudiantes del Instituto de Acústica de CSIC en Madrid España con la financiación del Plan Nacional de I+D nº AMB 98-1029-C04-01 que el cual está destinado al estudio de la respuesta dinámica vibratoria de estructuras aeroespaciales sometidas a excitaciones acústicas de alta intensidad, por vía aérea.
Datos Generales La instalación se compone de dos partes, la cámara propiamente dicha y un laboratorio de control ambos dentro de un cerramiento general de protección del ruido exterior que favorece bajos niveles de ruido de fondo. Dos de las paredes, verticales, opuestas forman un ángulo de 10º y las otras dos de 5º, con solo un diedro de 90º, (Fig. 2). Una pared está dotada de un rectángulo retráctil, de 3.65x3 m2, realizado en palastro de acero de 15mm de espesor trasdosado con una capa de cemento de 50 mm de espesor. El techo está constituido por un forjado con inclinación de 10º, a base de viguetas unidireccionales, y bovedillas de bloques de hormigón, (Fig. 2). El acceso se realiza a través de dos puertas enfrentadas, una en el cerramiento exterior y otra en el interior, con absorbentes de banda ancha en el contorno de la cavidad entre ambas. Complementando la geometría irregular de la cámara, se han dispuesto ocho difusores planos de metacrilato de 20 mm de espesor, con formas trapezoidales diversas y longitudes entre 1.75 m y 2 m y anchos entre 0.6 m y 1.30 m. El número, la distribución y orientación se ha conseguido siguiendo las reglas del arte usuales, como la estabilidad de los valores del coeficiente de absorción en las frecuencias de 100 Hz a 10 kHz. La temperatura oscila entre unos 24ºC en verano y 15ºC en invierno. La humedad relativa varía entre 45/50 % en verano y 65/70 los periodos lluviosos, generalmente otoño y fin de invierno.
Fig. 2
Datos numéricos de geometrías Base trapezoidal: 5.7 - 7.35 - 6.25 - 6.3 m Altura : 4.90 m en media (inclinación de 10º) Superficie. 210 m2 Volumen: 200 m3
Tiempo de Reverberación Hay pequeñas variaciones del tiempo de reverberación de la cámara vacía, dependiendo sobre todo de la temperatura y de la humedad relativa. En la figura siguiente aparece un valor representativo
para las condiciones humedad = 59 %, Temperatura = 16 ºC. También aparece el valor límite inferior exigido para estas cámaras en la norma UNE EN 20354 (ISO 354). Otro ejemplo de una cámara reverberante, es una cámara en Gandía, Valencia España, la cual es de propiedad de la Escuela Politécnica Superior de Gandía la cual tiene un volumen de 238,2 m3 y una superficie total, S, de 236,5 m2. Las paredes están construidas de forma que no sean paralelas. Se puede ver un esquema en la (Fig. 3).
Fig. 3 Con estos dos ejemplos podemos tener un concepto más claro en lo que es una cámara reverberante, por otra parte en el proceso de investigación pude observar que en el VI Congreso Iberoamericano de Acústica - FIA 2008 realizada en Buenos Aires Argentina los días, 5, 6 y 7 de noviembre que expusieron un tema con relación a las cámaras reverberantes en cuanto a su utilización con experimentos en cobayas, que nos decía que hay una parte muy importante de la investigación audiológica que se realiza con estos animales de laboratorio (cobayas). Por ejemplo, se intr oduce a estos animales dentro de una cámara, y se les somete a un campo acústico intenso durante un tiempo de exposición prolongado para producirles una pérdida auditiva severa. Ngan y May (2001) exponían a gatos de laboratorio a un ruido de 2 kHz, con un ancho de banda de 50 Hz, y un nivel de 108-111 dB, durante 2-4 horas. A continuación analizaban la relación entre los umbrales de audición y los potenciales evocados del tronco cerebral. Brandt-Larsen (2000) analizaban la interacción entre la exposición a ruido y a tolueno, sometiendo a ratas de laboratorio a ruido gaussiano de 90-105 dB en la banda 4-20 kHz, y simultáneamente a dosis controladas de tolueno. Fechter (2000) estudiaban también el efecto combinado de la exposición a ruido y monóxido de carbono en ratas. En este caso, el ruido consistía en una banda de octava centrada en 13.6 kHz, a 95 dB durante 2 horas. Noreña y Eggermont (2005) provocaban primero un trauma acústico en gatos, exponiéndolos a tonos de 5 kHz a 120 dB durante dos horas. A continuación, demostraban que estos gatos podían recuperar sus umbrales de audición cuando se sometían a un ambiente acústico enriquecido (un estímulo complejo multitonal de frecuencia aleatoria a 80 dB), una evidencia de la plasticidad cerebral. Cediel (2006) usaban ratones modificados genéticamente para estudiar la relación existente entre el IGF-1 y la degeneración auditiva. Para ello, provocaban en estos animales una pérdida de audición de unos 50-60 dB, sometiéndolos a un barrido senoidal de 90-100 dB durante 8-12 horas, y estudiaban la evolución temporal de su recuperación auditiva. Para estos experimentos utilizaron dos tipos de cámaras anicónica y reverberante y llegaron a la conclusión que debería estar relacionado con el objetivo que se pretende conseguir. En una cámara anicónica solo existe campo acústico directo. Es decir, a cualquier punto de la cámara solo llega sonido radiado directamente por la fuente. Por el contrario, en una cámara reverberante, cualquier punto del recinto es alcanzado por el sonido directo, más sus múltiples reflexiones en las paredes. Por consiguiente, si asumimos que estas reflexiones están incorreladas, el nivel acústico en cualquier punto de una cámara reverberante será siempre mayor que en la cámara anicónica del mismo tamaño. Ya que la pérdida de audición producida está directamente relacionada con el producto del nivel de ruido por el tiempo de exposición, a mayor nivel de ruido, menor tiempo de exposición será necesario para producir
una pérdida determinada. Este es un aspecto importante cuando se necesita experimentar con grupos grandes de animales. Por eso, se considera el diseño de una cámara de exposición a ruido reverberante. El campo acústico en el interior de una cámara reverberante tal vendrá determinado esencialmente por sus dimensiones. El objetivo de diseño será calcular las dimensiones de una cámara paralelepipédica que proporcionan un campo acústico lo más homogéneo posible en su interior, tanto frecuencial como espacialmente.
Después de tener este conocimiento en respecto a la utilización de una cámara reverberante en favor de la comunidad científica, podemos citar las normativas internacionales en las cuales están basadas para la construcción de una cámara de este tipo:
UNE EN ISO 3743-1:1996 Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica de fuentes de ruido. Métodos de ingeniería para fuentes pequeñas móviles en campos reverberantes. Parte 1: Método de comparación en cámaras de ensayo de paredes duras. (ISO 3743-1:1994). UNE EN ISO 3743-2: 1997 Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica de fuentes de ruido utilizando presión acústica. Métodos de ingeniería para fuentes pequeñas móviles en campos reverberantes. Parte 2: Métodos para cámaras de ensayo reverberantes especiales. (ISO 3743-2:1994). UNE EN ISO 3741:2000 Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica de las fuentes de ruido a partir de la presión acústica. Métodos de precisión en cámaras reverberantes. (ISO 3741:1999). UNE EN ISO 3741/AC: 2002 Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica de las fuentes de ruido a partir de la presión acústica. Métodos de precisión en cámaras reverberantes. (ISO 3741:1999). UNE-EN ISO 354:2004 Acústica. Medición de la absorción acústica en una cámara reverberante (ISO 354:1985). A parte de estas normativas de estandarización en cuanto al diseño de estas cámaras tenemos otras normativas, las cuales no deben ser o bviadas ya que responden indirectamente a la construcción de las mismas:
UNE-EN ISO 140-1:1998 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 1: Requisitos de las instalaciones del laboratorio sin transmisiones indirectas. (ISO 140-1:1997). UNE-EN ISO 140-3:1995 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 3: Medición en laboratorio del aislamiento acústico al ruido aéreo de los elementos de construcción. UNE-EN ISO 140-6:1999 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 6: Mediciones en laboratorio del aislamiento acústico de suelos al ruido de impactos. (ISO 140-6:1998). UNE-EN ISO 140-8:1998 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 8: Medición en laboratorio de la reducción del ruido de impactos transmitido a través de revestimientos de suelos sobre forjado normalizado pesado. (ISO 140-8:1997). UNE-EN ISO 140-12 Acústica. Medición laboratorio del aislamiento acústico al ruido aéreo y al ruido de impactos entre locales con suelo registrable. UNE-EN 20140-9:1995 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 9: Medición en laboratorio del aislamiento al ruido aéreo entre locales de un techo suspendido con plenum. (ISO 140-9:1985). UNE-EN 20140-10:1994 Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 10: Medición en laboratorio del aislamiento al ruido aéreo de los elementos de construcción pequeños (ISO 140-10:1991). (Versión oficial en 20140-10:1992). UNE-EN ISO 10534-1:2002 Acústica. Determinación del coeficiente de absorción acústica y de la impedancia acústica en tubos de impedancia. Parte 1: Método del rango de onda estacionaria. (ISO 10534-1:1996).
Conclusiones Después de realizar este trabajo con la conceptualización de una cámara reverberante puedo llegar a la conclusión que estas cámaras están netamente diseñadas para llegar a obtener el coeficiente de absorción y probar las muestras de materiales absor bentes. Pero también son utilizadas con fines médicos y científicos como pude mencionar en el proyecto presentado el año pasado en un congreso realizado en un país vecino. Por último puedo cumplir con uno de mis objetivos trazados y responder a ello que en nuestro país no contamos con ninguna cámara reverberante ya que como conocimiento personal, no tenemos ninguna empresa que está dedicada a la construcción de materiales acústicos específicamente, por otra parte la ciencia en nuestro país está sumamente retrasada en respecto a la investigación científica por razones que personalmente son dos, financiamiento y profesionalización, estos dos puntos son obviados por nuestra sociedad y sobre todo en esta área que es la acústica ya que la cual es de r eciente en nuestro medio.
Bibliografía www.sea-acustica.es/publicaciones/4355br014.pdf www.miliarium.com/Paginas/Leyes/seguridad/estatal/Ruido.asp www.sea-acustica.es/publicaciones/4355ev022.pdf Enciclopedia Autodidáctica Interactiva Océano Vol. 4
