Diseño Acústico 2 ubv

1. PRINCIPIOS BÁSICOS DEL
SONIDO
La acústica en la Arquitectura

2.  Acústica geométrica
 Campo directo y reverberante
 Tiempo de reverberación
 Absorción del sonido
 Diseño acústico de espacios de uso
comunitario
 Materiales para el condicionamiento acústico
 Control del ruido en las edificaciones

3.  Campo directo y Reverberante
 En espacios cerrados la presión total del
sonido se obtiene a partir de las presiones del
sonido directo
LD<< en
función de la
distancia a la
fuente
LR ctte

4.  Campo directo y Reverberante
 Distancia a la cual LD = LR se conoce como
distancia crítica (Dc)
Donde:
Q factor de directividad de la fuente
R constante de la sala
St es la superficie o área total del
espacio
coeficiente medio de absorción
= 0 reflexión
= 1 absorción total

5.  Campo directo y Reverberante
 Cuanto mayor sea el grado de absorción de
una sala a una determinada frecuencia,
mayor será el valor de R (aumento de Dc) y
menor LR.
Poco absorbente
Muy absorbente
Niveles relativos totales de presión sonora para
salas vivas, intermedias y apagadas. Fuente:

6.  Campo directo y Reverberante
Salas con diferentes grados de acondicionamiento acústico: a) sala
poco tratada, el receptor se halla a una distancia superior a la
distancia crítica Dc (zona de campo reverberante); b) sala con
mayor tratamiento, el receptor se encuentra a una distancia inferior
a Dc (zona de campo directo). Fuente: Carrión, 1998; pp.139

7.  Tiempo de reverberación (RT)
 Es el tiempo en segundos que transcurre
desde que el foco emisor se detiene hasta el
momento en que el nivel de presión sonora
cae 60 dB con respecto al valor inicial.
Espacio Vivo RT
>>
Espacio
Apagado o
Sordo RT <<
RT varía con
f
a >f <RT

8.  Valores recomendados de RT
 El RT medio (RTmid) en las bandas de 500 Hz
a 1 KHz depende del volumen y de la
actividad.
RT alto RT bajo

9.  Valores recomendados de RT
Tipo de sala RTmid sala ocupada
(s)
Conferencias 0,7-1
Cine 1-1,2
Polivalente 1,2-1,5
Ópera 1,2-1,5
Música de cámara 1,3-1,7
Música sinfónica 1,8-2
Iglesia/Catedral (órgano y
canto coral)
2-3
Sala de locución 0,2-0,4
RTmid en función del tipo de sala

10.  Cálculo de RTmid
 Tiempo de Reverberación Total
Donde
V es el volumen del
espacio
Atot es la absorción total
cálculo es válido cuando el decaimiento energético es exponencial
y está asociado a un campo sonoro difuso; la geometría de la sala
es regular y el coeficiente medio de absorción es inferior a ≅ 0,4 y
la probabilidad de difusión del sonido es igual en todas las

11.  Absorción del público y de las sillas
 Primer caso: Absorción por personas(App)
App ( Sabins)
App para una persona parada o sentada (no agrupadas)

12.  Absorción por personas(App) (según Kath
y Kuhl).
Frecuencia 125 250 500 1000 2000 4000
Persona de
pie con
abrigo
0,17 0,41 0,91 1,30 1,43 1,47
Persona de
pie sin
abrigo
0,12 0,24 0,56 0,98 1,13 1,12
Músico
sentado
con
instrumento
0,60 0,95 1,06 1,08 1,08 1,08
Fuente: Carrión, 1998; pp.109

13.  Absorción del público y de las sillas
 Segundo caso: absorción por Silla (As)
As unitario
Para silla
vacía o silla
llena
SA Es la superficie
acústica efectiva de la
silla expresada en m2
Stot Es la superficie de
las bandas
perimetrales que
bordean las sillas
excepto las
adyacentes a una
pared

14.  Superficie acústica efectiva SA
Superficie acústica
efectiva SA, ocupada por
las sillas, calculada a
partir de la superficie real
Ss y de la banda
perimetral de anchura 0,5
m. Fuente: Carrión, 1998;
pp.110

15.  Coeficiente de absorción de silla vacía
 Coeficiente de absorción de silla llena *

16. 1 ≤ RT≤ 3 0,7 ≤ RT ≤ 1
Valores recomendados de RTmid (500 Hz - 1 kHz) en función del volumen del
recinto
Inteligibilidad
Aceptable Buena
%ALcons ≤ 11,4 %ALcons ≤ 5

17.  %ALcons es el porcentaje de pérdida de
articulación de consonantes ( Audition
Loss Consonat)
 STI es el índice de transmisión del
discurso (Speech Transmision Index)
siglas en inglés
 RASTI índice de transmisión rápida del
discurso, siglas en ingles

18.  Objetivos del acondicionamiento
acústico
 Garantizar el confort acústico
 Asegurar la inteligibilidad de la palabra
 En caso de existir sistema de “sonido”
asegurar que los mensajes lleguen a todo el
público, que sean inteligibles; que no
presenten coloraciones
 Nivel de presión ≥ 90 dB con un margen de 10 dB
 Uniformidad de cobertura ΔLp ≤ ± 3 dB [500 Hz –
1 Kz] público/pista

19.  Procedimiento de cálculo
1. Definir las superficies a tratar acústicamente
2. Asignar los materiales absorbentes para el
revestimiento
3. Calcular todas las componentes de la
absorción total Atot en las bandas de octava
de 500 HZ – 1KHz.

20.  Procedimiento de cálculo
4. Determinar la absorción correspondiente al
público en las bandas de octava de 500 HZ
– 1KHz.
a) Personas no agrupadas
b) Personas agrupadas y sentadas.
c) Empleando el coeficiente de silla ocupada
d) Considerar la superficie acústica efectiva
e) Si es una sala de conferencia o aula se pueden
emplear los valores dados por Benareck

21.  Procedimiento de cálculo
 Calcular con la formula de Sabine los valores
de RT en las bandas de octava de 500 HZ –
1KHz.
 Hallar el
 Si RT está en el margen recomendado el
proceso finaliza.
 Si RT es muy alto se debe cambiar 1 o más
materiales o tratar mas superficies.
 Si RT es muy bajo se hace lo contrario

22.  Ejemplo de cálculo
 Realizar el cálculo acústico del siguiente espacio: Sala de conferencia
de planta rectangular de 8 x 15 m; altura 3,5 m. Ubicada en Ciudad
Bolívar. Ventanas de vidrio de 1 x 1,50 m y 5mm de espesor con marco
metálico. Piso de baldosas, paredes de ladrillo sin pintar, techo de
concreto; con una capacidad de 50 personas sentadas
N

23.  Ejemplo de cálculo
 Primero se establecen los objetivos acústicos,
en función de lo que dice la teoría asociada al
tipo de espacio
 Objetivos acústicos:

 Evitar ecos y focalizaciones

24.  Ejemplo de cálculo
 Posteriormente se ubican los coeficientes de
absorción para cada barrera y se multiplican
por el área de cada una
BARRERAS
ÁREA
(m2) 500 1000 500 1000
PARED N 49,5 0,03 0,04 1,485 1,98
PARED S 52,5 0,03 0,04 1,575 2,1
PARED E 26,2 0,03 0,04 0,786 1,048
PARED O 28 0,03 0,04 0,84 1,12
VENTANAS 3 0,02 0,01 0,06 0,03
PUERTA 1,8 0,50 0,55 0,9 0,99
TECHO 120 0,02 0,02 2,4 2,4
PISO 120 0,01 0,01 1,2 1,2
Σ 401 0,82 0,85 9,246 10,868

25.  Ejemplo de cálculo
 Se calcula la absorción del público
Área de las sillas
Ancho= 63 cm
Profundidad= 61 cm
Área de silla = 0,38 m2
Bandas perimetrales= (4,65*0,5)+2(6,3*0,5)= 8,625 m2

26.  Ejemplo de cálculo
 Absorción total

27.  Ejemplo de cálculo
 Tiempo de Reverberación
No cumple con el objetivo
acústico

28.  Ejemplo de cálculo
 Segunda iteración. Tratando piso con
alfombra de goma de 0,5 cm de espesor y
techo con panel de cielo raso acustidom 4
mm
BARRERAS
ÁREA
(m2) 500 1000 500 1000
PARED N 49,5 0,03 0,04 1,485 1,98
PARED S 52,5 0,03 0,04 1,575 2,1
PARED E 26,2 0,03 0,04 0,786 1,048
PARED O 28 0,03 0,04 0,84 1,12
VENTANAS 3 0,02 0,01 0,06 0,03
PUERTA 1,8 0,50 0,55 0,9 0,99
TECHO 120 0,61 0,61 73,2 81,6
PISO 120 0,08 0,12 9,6 14,4
Σ 401 1,33 1,45 88,446 103,268

29.  Ejemplo de cálculo
 Absorción total
 Tiempo de Reverberación
No cumple con el objetivo
acústico

30.  Ejemplo de cálculo
 Tercera iteración. Tratando piso con
alfombra de lana de 2,3 y las paredes con
madera a 5cm.
BARRERAS
ÁREA
(m2) 500 1000 500 1000
PARED N 49,5 0,2 0,17 9,9 8,405
PARED S 52,5 0,2 0,17 10,5 8,925
PARED E 26,2 0,2 0,17 5,24 4,454
PARED O 28 0,2 0,17 5,6 4,76
VENTANAS 3 0,02 0,01 0,06 0,03
PUERTA 1,8 0,50 0,55 0,9 0,99
TECHO 120 0,02 0,02 2,4 2,4
PISO 120 0,21 0,50 25,2 60
Σ 401 1,55 1,76 59,8 90

31.  Ejemplo de cálculo
 Absorción total
 Tiempo de Reverberación
Cumple con el primer objetivo
acústico

32.  Ejemplo de cálculo
 Se calcula inteligibilidad de la palabra

33.  Ejemplo de cálculo
 Q= 2 para la voz humana
 r= 2,2218 m

34.  Ejemplo de cálculo *
cumple con el
objetivo de
inteligibilidad

35.  El tipo de efecto que tienen los materiales
sobre el sonido varía desde la absorción,
hasta la difusión.
 Absorción. Presencia de materiales
absorbentes del sonido, elementos
absorbentes selectivos (resonadores), público
y sillas.
 Reflexión del sonido. Existencia de
elementos empleados para generar
reflexiones útiles hacia la zona del público.
 Difusión. Presencia de elementos difusores,
para dispersar el sonido de forma uniforme y
en múltiples direcciones

36.  La absorción del sonido es la disminución
de la energía asociada a las ondas
sonoras, esta disminución es producida
por:
 El público y las sillas
 Los materiales absorbentes y/o los absorbentes
selectivos.
 Todas las superficies limites del espacio susceptibles
de vibrar (puertas, ventanas, paredes y tabiquerías).
 El aire
 Los materiales rígidos y no porosos de paredes y
techos.
 El poseer los coeficientes de absorción de
los materiales empleados es un requisito
fundamental para realizar cualquier diseño

37. ELEMENTO DESCRIPCIÓN
Materiales
paredes,
techos y
pisos
Rígidos y con porosidad nula
Mínima absorción del sonido
Su efecto se aprecia solo si no existe ningún material absorbente.
Aire
Significativa en espacios de grandes dimensiones, a frecuencias altas
(>2Khz), con una humedad del aire entre 10 y 30%.
Viene dada por la constante de atenuación del sonido (m).
Superficies
vibrantes
Una parte de la energía sonora es radiada hacia el exterior.
Materiales
absorbentes
Se utilizan para:
Conseguir tiempos de reverberación más adecuados en función del uso del
espacio.
Prevención o eliminación de ecos
Reducción del nivel del campo reverberante en espacios ruidosos
(restaurantes, fábricas, estaciones).
Los absorbentes porosos se fabrican a partir de lana de vidrio, lana mineral,
espuma a base de resina de melanina, espuma de poliuretano.

38. ELEMENTO DESCRIPCIÓN
Absorbentes selectivos
Se emplean para:
Una gran absorción a frecuencias bajas.
Reducir los valores del tiempo de reverberación.
Tienen una curva de absorción con un valor máximo a una
determinada frecuencia (frecuencia de resonancia) < a 500hz
Se clasifican en:
De membrana o diafragmático.
 De cavidad simple (Helmholtz)
 De cavidad múltiple (Helmholtz) a base de paneles
perforados o ranurados.
 De cavidad múltiple (Helmholtz) a base de listones.

39. ELEMENTO DESCRIPCIÓN
Público y Sillas
Público más o menos disperso se utiliza la absorción por
persona (App).
La absorción del público se debe al tipo de ropa utilizada y a
su grado de porosidad.
La absorción abajas frecuencias es pequeña y aumenta a
frecuencias altas y medias.
Si se considera la ubicación del público se debe emplear el
coeficiente de absorción unitario (por m2), en ese caso se
usan 2 conjuntos los de silla ocupada y los de silla vacía
La absorción de las sillas vacías aumenta en proporción a la
superficie que ocupan.
El espacio ocupado por cada silla debe estar entre 0,45 y
0,79 m2.

40.  El control del ruido en las edificaciones
comprende tres nociones claves
a) Reducción de sonido en la fuente,
seleccionando e instalando adecuadamente el
equipo.
b) Reducción de la transmisión del sonido de
punto a punto, seleccionando adecuadamente
los materiales e implementando técnicas de
construcción apropiadas.
c) Reducción del sonido en el receptor, mediante
tratamiento acústico cumpliendo con las líneas
NC del espacio

41.  Absorción del ruido
 El control del ruido dentro de un espacio por
absorción afecta el nivel del ruido
reverberante, pero tiene un efecto mínimo en
el nivel de ruido de los espacios adyacentes
 Añadir otra pared u otros materiales
absorbentes tendrá un efecto mínimo en la
perdida transmisión total y ningún efecto en el
espacio tratado

42.  Absorción del ruido
Descripción grafica del efecto de materiales
absorbentes porosos en el campo de sonido y
nivel de presión sonora en espacios
adyacentes. Fuente. Groznik et al, pp.798

43.  Resonadores de panel y de cavidad
 Los resonadores de panel se construyen con
membranas de madera contra enchapada o
linóleo ubicadas frente a un espacio de aire
sellado el cual generalmente contiene
materiales absorbentes.
 Se utilizan cuando se requiere una absorción
eficiente de las bajas frecuencias.
 Son empleados en estudios de grabación

44.  Resonadores de panel

45.  Resonadores de cavidad
 Un resonador de cavidad o de Helmholtz es
una cavidad de aire dentro de un recinto
masivo conectado al exterior por una abertura
de cuello estrecho

46.  Recomendaciones para la absorción
acústica
 Las técnicas de absorción acústica son
útiles y efectivas para.
 Cambiar las características de reverberación del espacio.
 En espacios con fuentes de ruido distribuidas, tales como
oficinas, escuelas, restaurantes y tiendas de maquinas.
 En espacios con superficies duras y poco contenido
absorbente.
 En espacios donde los oyentes están en el campo
reverberante.
(Ninguna cantidad de material absorbente puede reducir
los
niveles de intensidad en el campo libre.)
 Las fuentes de ruido concentradas se

47.  Transmisión del sonido por el aire y por
las estructuras.
SONIDO TRASMITIDO POR EL SONIDO TRANSMITIDO POR LAS
Se inicia en espacios con alguna
fuente de sonido
Se transforma en sonido transmitido
por la estructura cuando la onda
incide sobre esta
Es menos molesto que el segundo
Su energía inicial es pequeña y se
atenúa rápidamente en las barreras
Cambia de dirección fácilmente
Se define como la energía entregada por
una fuente vibrante o de impacto en
contacto directo con la estructura
Es mucho más molesto
Su energía inicial es mayor atenuándose
más lentamente mientras viaja por la
estructura, causando molestias en la mayor
parte de la edificación
Viaja mucho más rápido que el primero y
con una atenuación tan baja como 1 DB
por kilometro

48. El sonido transmitido por la
estructura se origina por
contacto mecánico entre la
estructura y las fuentes de
vibración o impacto. Su
nivel de energía es
generalmente mucho mayor
que la del sonido en el aire.
Esta energía se transmite
con poca atenuación en
toda la estructura a través
de las divisiones rígida por
el piso y techo. La
estructura completa se
encuentra en vibración,
como se muestra,
convirtiendo la cantidad de
energía acústica transmitida
por la estructura en ruido en
todo el edificio. Fuente.
Groznick et al. pp. 806.
Traducción propia

49.  Transmisión del sonido por el aire
a) A mayor masa menor transmisión del sonido F=m x A
b) Mientras mas rígido es un montaje menos amortiguación y mayor
transmisión de la vibración.
c) A mayor espacio entre barreras menor transmisión del sonido, 5DB por
duplicación.
d) Si la pared tiene un área abierta de 1% tendrá una perdida de transmisión
Las diversas técnicas
utilizadas para aumentar
la pérdida de transmisión
de una partición se
muestran en (a-d). En
contraste, un paso de
aire muy pequeño a
través de la partición (e)
puede efectivamente
destruir su eficacia como
barrera acústica. Fuente:
Groznick et al. pp. 813.
Traducción propia

50.  Puertas y ventanas
Inútiles como barreras de
sonido
Todos los materiales en el sello de
sonido deben estar recubiertos con
materiales absorbentes y el suelo
cubierto con alfombra, esto
incrementa la atenuación como
mínimo 10 DB y como máximo 20 DB

51.  Puertas y ventanas
 Arreglos para minimizar la transmisión del
sonido en edificaciones con múltiples
usuarios:edificios de oficinas, hoteles,
edificios multifamiliares entre otros.
(a) Mal arreglo porque
cualquier ruido que
salga de una de las
habitaciones o desde
el pasillo tiene un
camino muy corto a
las habitaciones
restantes y sin
atenuación.

52.  Puertas y ventanas
(b) mejor que el arreglo (a) debido a que
el ruido de cualquier fuente debe viajar
el mínimo del ancho de una habitación
a lo largo de un pasillo absorbente para
llegar a cualquier otro habitación. El
ruido de las habitaciones restantes es
más atenuado. el punto débil de este
arreglo es un circuito corto de ruido a
través de puertas adyacentes para Apt.
A y Apt. B
Arreglo (c) mejor porque no hay
cortocircuitos que permitan la trasmisión
del sonido. Fuente Groznick et al. pp.
820. Traducción propia

53.  Puertas y ventanas
a) El sonido puede trasmitirse a través
de las juntas de las ventanas.
b) Las ventanas con doble vidrio son
efectivas solo cuando el espacio
interno de aire es grande, esta
condición no es deseable en
acondicionamiento.
c) Es importante considerar la pérdida
de trasmisión del sonido cuando la
ventana está abierta debido al
acondicionamiento pasivo y a la
ventilación.
d) La atenuación de sonido entre el
centro de una habitación con una
ventana abierta y un punto en el
exterior a cierta distancia es de 5 a 15
dB, esto desciende a 5 DB en la

54.  Ruido Estructural
 Tiene el mismo nivel de importancia que el
ruido transmitido por el aire, esto se debe a
que:
 No hay colchón de aire entre la fuente y la estructura,
la energía viaja a través de la estructura a gran
velocidad y sin atenuación.
 Una vez que el sonido se introduce en la estructura
solo es atenuado por discontinuidades en esta, debido
a que para soportar las cargas la estructura debe tener
integridad discontinuidades para atenuar el ruido son
complejas y costosas.

55.  Ruido Estructural
 La estructura en si es una red de múltiples vías para la
trasmisión del ruido, para evitar esto habría que
insonorizar a toda la estructura.
 La masa adicional no bloquea el paso del ruido, sobre
todo en grandes luces el piso se comporta como un
diafragma, mejorando la trasmisión del ruido.
 El uso creciente de estructuras en techo expuestas
minimiza la atenuación que puede aportar un plenum
sobre un techo colgante.

56.  Control del ruido producido por impacto
 Por amortiguación. elimina casi todos los
problemas menos los más severos; los
materiales amortiguadores de uso común son
las baldosas de goma, el corcho o la
alfombra.
 Piso flotante. separando el piso impactado del
estructural mediante un material resiliente;
estos materiales pueden ser tacos de goma o
de lana mineral, mantas o resortes
especiales.

57.  Control del ruido producido por impacto
 Cielo raso suspendido con material
absorbente en el espacio libre. Los ruidos
más molestos se trasmiten desde el techo
hacia abajo, un techo suspendido flexible con
un absorbente acústico puede ser altamente
efectivo.
 Aislamiento de todas las tuberías. Todas las
estructuras rígidas tales como las tuberías
deben ser aisladas para que no se conviertan
en vías alternas de trasmisión del ruido [1].

58.  Control del ruido de Sistemas Mecánicos
 Silenciamiento de la maquinaria. La
maquinaria genera ruido por vibración por lo
tanto se debe:
 Reducir la vibración por amortiguación o por
aislamiento.
 Reducir el ruido trasmitido por el aire por
desacoplamiento de la vibración de las fuentes de
trasmisión de ruido más efectivas.
 Aislando la fuente de vibración de la estructura.

59.  Control del ruido de Sistemas Mecánicos
 Reducción de ruido en los sistemas de
ductos. las velocidades del aire deben ser lo
más bajas posibles ya que el fluido turbulento
genera más ruido, considerar reducciones de
área suaves, curvas con grandes radios.
 Cancelación activa del ruido. Teóricamente el
ruido puede ser contrarrestado por una fuente
de energía en una frecuencia fuera de fase
con el ruido.

60.  Control del ruido de Sistemas Mecánicos
 Reducción del ruido en los sistemas de
tuberías. El ruido se incrementa
exponencialmente con la velocidad del fluido,
se debe considerar la presión necesaria y la
velocidad del fluido, las tuberías se deben
diseñar para evitar el golpe de ariete y las
fuentes de ruido como las bombas deben
ubicarse lejos de las zonas tranquilas.

61.  Ruido del equipo eléctrico
 La mayor parte del ruido eléctrico es un
zumbido de 120 Hz. Esto puede ser muy
molesto porque la frecuencia es muy baja y el
ruido de baja frecuencia es difícil de atenuar
pasivamente. El ruido de los transformadores
puede ser minimizado de la siguiente forma:
 Montando la unidad sobre aisladores de vibración.
 Si el trasformador es de pared móntelo sobre
ganchos flexibles, si es de piso móntelo sobre una
losa maciza.

62.  Ruido del equipo eléctrico
 Montando la unidad de tal forma que las
reflexiones no amplifiquen el sonido, los
materiales absorbentes en las paredes detrás de
la unidad no son efectivos a 120 Hz, solo los
resonadores de cavidad absorberán el ruido
apreciablemente.
 En edificios con niveles de ruido altos es mejor
reducir el ruido en su fuente que intentar el
tratamiento acústico de grandes espacios

63.  Emplazamiento del edificio.
 El emplazamiento es tan importante como el
diseño interior y el estructural, se deben
considerar las fuentes de ruido al momento
de elegir la ubicación del edificio. Para utilizar
las barreras acústicas naturales del terreno.
 En cuanto a los árboles como barreras
acústicas, confiar sólo en áreas muy
densamente arboladas [1].

64.  Emplazamiento del edificio.
 Evitar sitios naturalmente pobres en barreras
acústicas.
 Evitar reflexiones de sonido debido a otros
edificios.
 Evitar formas en U, o configuraciones donde
un espacio central pueda convertirse en un
resonador.

65.  Emplazamiento del edificio.
 Cuando es imposible evitar una fuente de
ruido exterior las zonas de silencio pueden
ser amortiguadas colocando las zonas de
mayor ruido en el lado más ruidoso de la
edificación [1].

66.  Emplazamiento del edificio.
(a) El uso de barreras
acústicas naturales. (b)
Eficacia de las áreas
boscosas como pantallas
acústicas, que muestran la
reducción del ruido de los
árboles. (c) Un ejemplo de
un sitio de construcción
pobre. (d) los aspectos de
construcción del sitio cerca
de las arterias viales y otros
edificios. Fuente Groznick
et al. pp. 858. Traducción
propia