24/03/201211 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica ICAPITULO 4:La medicin en acstica2 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I1. Que se mide?1.1 Nivel de presin sonora (SPL) se expresa en dB (decibel)Con pefla presin eficaz (o r.m.s root mean square) medida y prefla presin de referencia Siempre esta asociado a una constante de tiempo (constante de integracin): Lento (Slow): 1 s Rpido (Fast): 125 ms Impulsivo (Impulse): 35 msCapitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?|||

\|=|||

\|=refefrefefpppppL log 20 log 102224/03/201223 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I1.2 Nivel de presin sonora Equivalente (Leq) Nivel de presin equivalente Leqimedido en un periodo de tiempo determinadocon t2-t1el intervalo de tiempo T en donde el valor eficaz escalculadop(t) la presin acstica ponderada o no en valor instantnea El Leqcorresponde al nivel equivalente a N veces el intervalo de tiempo T. ( )( )((

=212021 2110tteqidtt pt pt tlog L((

==NiLeqeqiNlog L11010110Capitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?4 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Ejemplos de niveles de presin equivalentesCapitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?24/03/201235 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I1.3 La intensidad acstica Definicin: energa que pasa a travs de una superficie en un tiempo. Es el vector de transporte de la energa de una onda sonora. El flujo de energa i(t) es el producto de las variaciones de presin por la velocidad de las partculas (W/m2) En la prctica, se utilizan los valores eficaces (lo que se mide):() () () t u t p t i =( ) ( ) { }= = pu Re t u t p I21Capitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?6 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Onda plana progresiva: Onda esfrica monopolar: Conocido como la Ley del cuadrado inverso, la intensidad acstica decrece proporcionalmente al inverso del cuadrado de la distancia. Onda estacionaria: Energa constante!cAI022=2022 crAI=0 = ICapitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?24/03/201247 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Onda casi-estacionaria:Con R el coeficiente de reflexin Se define por el coeficiente de absorcin Ondas planas progresivas y ondas esfricas en campo libre: El modulo de la intensidad acstica y la presin cuadrtica estn ligados por Z0.Esta relacin no se verifica siempre![ ]20212RcAI =21 R = cpcpcpIef0202022 = = =!Capitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?8 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I1.4 La potencia acstica Definicin: flujo total del vector intensidad acstica sobre una superficie cerrada rodeando una fuente sonora. Caso: fuente monopolar y superficie esfrica:la potencia es independiente de r De forma mas general, W es independiente de la forma y de la posicin de la superficieCapitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?24/03/201259 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Relacin entre presin y potencia acstica Por una fuente omnidireccional en un campo libre la presin cuadrtica del campo directo a una distancia d de la fuente es ligado a la potencia acstica por: Caso general, fuente en 1 suelo rgido S = 2d2con Q coeficiente de directividad de la fuenteCapitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?10 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Expresin del coeficiente de directividad en funcin de la posicin de la fuentePosicin FuenteRadiacin QCampo libreEspacio completo1Sobre un sueloMedio espacio 2Esquina suelo/paredCuarto de espacio4Esquina suelo/dos paredesOctavo de espacio8Capitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?24/03/2012611 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Expresin de los niveles en dBnivel de presin sonora con p0= 2.10-5Pa nivel de intensidad acstica con I0= 10-12W/m2nivel de potencia acstica con W0= 10-12WSobre una superficie de medicin S:con S0= 1 m2|||

\|=20210pplog Lefp|||

\|=010IIlog LI|||

\|=010WWlog LW0log 10SSL LI W+ =Capitulo 4: La medicin en acstica 1. Que se mide?12 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I2. Los equipos de medicin2.1 El micrfono de medicin Micrfono de condensador / electrosttico(o tambin micrfono de capacidad) Propiedades: buena estabilidad (en relacin con el medio ambiente)Respuesta en frecuencia planaBuena sensibilidad Diferentes tamaos: 1, 1/2, 1/4, 1/8Del tamao depende la sensibilidad y el limite en frecuencias.Micrfono de medicin GRASCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/2012713 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Principio de funcionamiento Una caja metlica, asegura la proteccin y masa (Jaula de Faraday) del sensor; Una membrana (diafragma metlico) sensible a las variaciones de presin acstica; Una contra-placa trasera rgida ligada a la salida del sensor; Un aislante entre la caja metlica y la contra-placa trasera; Un agujero de ecualizacin de presinCaja metlicaMembranaContra-placaAislanteAgujero deecualizacinEsquema de un micrfonode medicinCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 14 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I 2 tipos de micrfonos: polarizados y prepolarizados Preamplificador para adaptar la impedancia Alimentacin para la tensin de polarizacin (200V continuo para los micrfonos polarizados, Standard ICP para los prepolarizados)Polarizados Prepolarizados (electret)Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/2012815 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I2.2 El sonmetro Permite hacer mediciones de niveles sonoros Promedio de niveles captados por un micrfono: Promedio exponencial (sonmetro Clsico) Promedio lineal (sonmetro Integrador) Organizados por Clases. Define la precisin del aparato de medicin (normas internacionales IEC 60651 y 60804, norma IRAM 4074-1) Clase 0: referencia de laboratorio Clase 1: nivel de precisin exigido por legislacin Error dede Clase 2: nivel de precisin menor Error dede Clase 3: control de niveldB .7 0 dB 140 a 20dB 1 dB 140 a 30Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 16 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Cadena de medicin de un sonmetro AnalgicoAmplificadorFiltro:octava 1/3 octavaPonderacin: AC Lin (Z)Valor eficazNivel[dB] Cadena de medicin de un sonmetro NumricoAmplificadorCALCULOS:Nivel [dB]Anlisis de espectoLeqTiempo:Slow FastImp.Promedio:Lin / ExpCANTiempo:SlowFastPromedio:ExpFiltro:octava 1/3 octavaPond.: AC Lin (Z)AC OutAC OutCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/2012917 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Curvas Isofonicas / de igual sonoriadad (Fletcher y Munson)Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 18 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Ponderaciones A, C y LinealCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/20121019 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Filtros de Octava y de 1\3 de Octava Filtros pasa banda Porcentaje del largo de las bandas constante:con la frecuencia central del filtro definida por cteff fffc c==1 2cf2 1f f fc=Filtros pasa banda de octava utilizados en los sonmetros segn IEC 255-1966, DIN 45651-45652, ANSI S1-11-1966Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 20 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica In de bandaFrecuencia central 1/3 octava [Hz]Frecuencia de corte f1[Hz]Frecuencia de corte f2[Hz]Frecuencia central octava [Hz]Bandas de frecuencias de los filtros de 1/3 de octavasegn IEC 61260n de bandaFrecuencia central 1/3 octava [Hz]Ponderacin A[dB]Ponderacin C[dB]Ponderaciones A y C para los sonmetrosCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/20121121 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica ICALIBRADOR: fuente sonora ajustada a un nivel de presin constante (94dB o 114 dB) por una frecuencia particular (1 kHz)Uso necesario antes y despus de cada medicin.PANTALLA ANTIVIENTO: permite reducir los niveles de turbulencias de casi 15-20 dB(A)Uso exigido por las normas por cada medicin realizada en exterior si el viento tiene una velocidad > 5 m/s.Efecto de la pantalla antiviento: con sin Herramientas indispensables para el uso de un sonmetroCapitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 22 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Que resultados da un sonmetro? Niveles equivalentes con integraciones temporales SLOW, FAST, o IMPULSE Niveles de presin sonora de pico: PEAK Niveles de exposicin sonora: nivel sonoro en decibeles que mantenido constante durante 1 segundo tiene una energa equivalente a la energa acumulada durante toda la medicin. Los percentiles L99, L95, L90, L50, L10, L5, L1Son los niveles en decibeles que se han superado durante el 99%, 95%, 90%, 50%, 10%,5% y 1% del tiempo de anlisis.Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/20121223 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I2.3 El analizador de espectro Se utiliza para tener una descripcin en frecuencias de una seal sonora. Permite identificar tonos puros en un ruido por aplicacin de filtros.Analizador de espectro analgico Sonmetros integradores tienen incluidos analizadores de espectro por aplicacin de filtros de 0ctava y de Tercio de octava: no permite una anlisis fina. La mayora de los analizadores de espectros son actualmente numricos (problemas de configuracin: eleccin de ventanas de ponderacin en funcin de la seal, de la frecuencia de muestreo,)Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I2.4 El dosmetro Desarrollado para medir la acumulacin de la exposicin de ruido de un trabajador en un ambiente industrial. Guarda en memoria el nivel de exposicin en dB(A) durante un tiempo determinado y permite calcular los porcentajes de niveles aceptables y los mximos de exposicin. Meta: medir los niveles de exposicin para prevenir los daos del odo:8h nivel Leq< 85 dB(A)Todos los niveles de presin sonora de pico < 137 dB(C)Resolucin 295 de la ley 19.587 del Ministerio de Trabajo, Empleo y Seguridad SocialCalculo: cuanto tiempo podemos soportar un nivel de 118 dB sin daar al odo?Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 24/03/20121325 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I2.5 La sonda intensiomtrica La intensidad acstica es el producto promedio en el tiempo entre la presin sonora y la velocidad de las partculas: Principio: 2 micrfonos son separados por una distancia conocida, la medicin de las presiones relativas permite calcular la velocidad de las partculas( ) ( ) { }= = pu Re t u t p I21Capitulo 4: La medicin en acstica 2. Los equipos de medicin 26 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Precauciones de uso Gama de frecuencias de utilizacin limitada por la distancia entre los micrfonos: Las fases de los micrfonos deben estar ajustadas con un error mnimo (D con D el dimetro del conducto se considera que el sonido se propaga como una onda plana. Tipo de silenciadores: Reactivo: atenuacin acstica principalmente generada por la geometra interna del silenciador. Disipativo: atenuacin acstica obtenidas por el uso de materiales porosos o fibrosos. Capitulo 4: La medicin en acstica 3. Tcnica de la medicin24/03/20122345 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica ISilenciador reactivo: Generado por las diferencias de secciones, resonancias,.. Efecto en bandas de frecuencias estrechas. Silenciador disipativo: Energa acstica disipada en calor por los materiales porosos y/o fibrosos. Efecto posible solo en altas frecuencias, pero de banda ancha. Mucha oposicin al flujo de aire. Dos efectos combinados permiten obtener un silenciador con buenas prestaciones acsticas La eleccin de un silenciador siempre se hace segn el problema a tratarCapitulo 4: La medicin en acstica 3. Tcnica de la medicin46 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I Caracterizacin de las prestaciones acsticas de silenciadores IL (Insertion Loss): perdidas por insercin Definido como la diferencia entre la potencia acstica medida con y sin silenciador. Campo sin reverberacin, difcil conocer como irradia fuente Modelizacin numrica difcil Simple implementacin para realizar una medicin d dLW1LW2|||

\|= =21102 1WWlog L L ILW WCapitulo 4: La medicin en acstica 3. Tcnica de la medicin24/03/20122447 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I NR (Noise Reduction): reduccin de ruido Diferencia de nivel sonoro entre dos puntos arbitrarios de un silenciador con el hiptesis que la onda se propaga un una sola direccin. Se deduce la atenuacin por unidad de longitud (dB/m) No se necesita conocer la fuente y la salida (extremidad) del silenciadorxxpeps|||

\|=sepplog NR 20Capitulo 4: La medicin en acstica 3. Tcnica de la medicin48 Florent MASSON Acstica y Psicoacstica I TL (Transmission Loss): perdidas por transmisin Relacin entre la potencia acstica incidente al silenciador y la potencia acstica transmitida por lo mismo en un conducto infinito. Parmetro mas sencillo para modelizar No se hace falta conocer a la fuente Difcil de medirlo porque es complicado realizar una terminacin anecoica. |||

\|=transincWWlog TL 1012 34 Fuente sonoraCapitulo 4: La medicin en acstica 3. Tcnica de la medicin