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Universidad Católica San Antonio de Murcia – Tlf: (+34) 968 278 160 [email protected] – www.ucam.edu

Guía Docente 2017/2018

Fundamentos de acústica

Fundamentals of acoustics

Grado en Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación

Modalidad de enseñanza presencial

Fundamentos de Acústica

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Fundamentos de Acústica - Telf: (+34) 968 278825

Índice

Fundamentos de Acústica .................................................................................................. 4

Breve descripción de la asignatura ................................................................................... 4

Requisitos Previos .............................................................................................................. 4

Objetivos .............................................................................................................................. 4

Competencias y resultados de aprendizaje ...................................................................... 5

Metodología ......................................................................................................................... 6

Temario ................................................................................................................................. 7

Relación con otras materias ............................................................................................... 9

Sistema de evaluación ........................................................................................................ 9

Bibliografía y fuentes de referencia ................................................................................. 11

Web relacionadas .............................................................................................................. 11

Recomendaciones para el estudio y la docencia ........................................................... 11

Materiales didácticos ........................................................................................................ 12

Tutorías .............................................................................................................................. 12


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Fundamentos de Acústica Módulo: Común. Materia: Fundamentos de Acústica. Carácter: Obligatoria. Nº de créditos: 4.5 ECTS. Unidad Temporal: 3º Curso – 1º Semestre. Profesor/a de la asignatura: Juan M. Navarro Ruiz Email: [email protected] Horario de atención a los alumnos/as: martes, de 11.00 h. a 12.00 h. Profesor/a coordinador de módulo, materia o curso: Coordinador del Módulo: Prof. Rafael Berenguer Vidal Coordinador del Curso Académico (3º Curso): Prof. Inmaculada Sanchis Borrás

Breve descripción de la asignatura En esta asignatura se abordarán los conocimientos básicos de la propagación de las ondas sonoras para afrontar las asignaturas posteriores relacionadas con el área de ingeniería acústica (procesado de audio y video, acústica arquitectónica, electroacústica y audio digital). Se realizará una introducción a los problemas y cuestiones más genéricas de la Acústica: fundamento de las ondas sonoras y su propagación, tanto en el aire como en el agua; mecanismo de la audición y el efecto del ruido sobre el medio ambiente.

Brief overview of the subject This course is mainly focus in teaching students about the basic foundations related with propagation of sound waves in order to approach following courses within the acoustic engineering field. An introduction to the most general acoustics concepts and problems are provided: fundamentals of sound waves and its propagation, both in air and water medium; human hearing phenomenon and noise effect over the environment.

Requisitos Previos Pueden quedar resumidos en los conceptos fundamentales de: números complejos; cálculo diferencial e integral; teoría elemental de campos: gradiente, divergencia, rotacional; análisis de redes circuitales y filtros; integral de Fourier y aplicaciones; geometría euclídea: sistemas de referencia en esféricas, polares, rectangulares, distancias, proyecciones, etc. Por tanto, antes del inicio de esta asignatura, el alumno deberá asegurarse la posesión de dichos conocimientos y competencias.

Objetivos Los objetivos de la asignatura son:

1. Comprender, interpretar, analizar y aplicar los conceptos y métodos de las vibraciones mecánicas a la comprensión de la generación y propagación de los distintos tipos de ondas sonoras.


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2. Comprender, interpretar, analizar y aplicar los conceptos y métodos de la propagación de ondas sonoras en el interior de un recinto cerrado a la comprensión de los criterios de optimización de reverberación, características geométricas de una sala (forma, volumen, planta, materiales utilizados en suelo, techo, paredes) de acuerdo con su uso.

3. Comprender, interpretar, analizar y aplicar los conceptos y métodos básicos de la propagación de las ondas sonoras en el mar a la comprensión de los criterios básicos a emplear en proyectos de sonorización submarina.

4. Comprender, analizar y aplicar los conceptos y métodos básicos de propagación de los sonidos en la atmósfera a la determinación de los niveles sonoros producidos por un foco sonoro en función de la distancia, absorción de la atmósfera, naturaleza del suelo, gradientes de viento y temperatura y de la presencia de obstáculos.

5. Comprender, analizar y aplicar los conceptos y métodos básicos de la propagación de los sonidos en la atmósfera a la valoración de la molestia que producen en las personas, de acuerdo con los criterios físicos y legales que regulan el impacto acústico medioambiental

Competencias y resultados de aprendizaje

Competencias específicas

C8. Capacidad para comprender los mecanismos de propagación y transmisión de ondas electromagnéticas y acústicas, y sus correspondientes dispositivos emisores y receptores.

Resultados de aprendizaje

RA. Aprender los fundamentos básicos de propagación de una onda sonora en el exterior y en el interior de recintos. RA. Saber los principios de la generación y radiación del sonido de las fuentes sonoras básicas. RA. Resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones y creatividad de forma individual y en grupo. RA. Saber comunicar y transmitir sus conocimientos, habilidades y destrezas.

RA. Conocer el funcionamiento del oído y la voz humana y sus características, así como la afección del ruido en los seres humanos, obteniendo capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de la contaminación acústica. RA. Aprender los fundamentos básicos de propagación de una onda sonora en el medio acuático y sus aplicaciones tecnológicas.


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Metodología

Metodología Horas Horas de trabajo

presencial Horas de trabajo

no presencial Clase Teórica 15

45 horas (40 %)

Clase prácticas y trabajo en grupo

17,5

Evaluación 3,5

Tutorías académicas 9

Estudio personal 50

67,5 horas (60 %) Preparación de trabajos y ejercicios

2,5

Actividades de aprendizaje virtual

15

TOTAL 112,5 45 67,5

Clase teórica: Exposición teórica por parte del profesor del temario de la asignatura en 35 horas. Tendrán lugar en un aula de la Universidad.

Clase prácticas y trabajo en grupo: El alumno asistirá a seminarios en los que se profundizarán sobre contenidos teóricos específicos sobre los que deberá trabajar con actividades prácticas y de seminarios grupales, a efectuar en aula y en laboratorio.

Evaluación: El alumno empleará de 3,5 horas en la realización de exámenes presenciales. Se realizará un examen parcial de la asignatura y un examen final de la misma. Se seguirán los criterios generales de evaluación de la Universidad.

Tutorías académicas: El alumno empleará 9 horas en la asistencia a tutorías presenciales en las que se abordarán aspectos concretos de los temas desarrollados.

Estudio personal: El alumno empleará 50 horas en el estudio del temario de la asignatura.

Preparación de trabajos y ejercicios: El alumno empleará 2,5 horas no presenciales en la preparación de trabajos y ejercicios.

Actividades de aprendizaje virtual: El alumno empleará 15 horas en actividades de aprendizaje virtual como participación en foros de debate, realización de tareas y exámenes de autoevaluación.


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Temario

Programa de la enseñanza teórica

TEMA 1. ACÚSTICA FÍSICA

1.1. Introducción

1.2. Descripción de la onda sonora

1.3. Deducción de la ecuación de ondas

1.4. Ondas planas

1.5. Ondas esféricas

1.6. Impedancia acústica

1.7. Intensidad acústica

1.8. Radiación sonora

1.9. Fuente puntual

1.10. Pistón en pantalla infinita

1.11. Absorción o atenuación del sonido

1.12. Ondas complejas

1.13. Espectros sonoros

1.14. Superposición de ondas acústicas

1.15. Medición del campo acústico

1.16. Suma de niveles

1.17. Reflexión y transmisión de ondas acústicas

TEMA 2. ACÚSTICA FISIOLÓGICA

2.1. Introducción

2.2. El oído

2.3. Umbrales auditivos

2.4. Nivel de sonoridad

2.5. Tono o frecuencia subjetiva

2.6. Filtros del oído

2.7. Enmascaramiento

2.8. Recepción binaural

2.9. Habla

TEMA 3. INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA DE SALAS

3.1. Introducción

3.2. Ondas sonoras en salas


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3.3. Planteamiento del acondicionamiento acústico

3.4. Planteamiento del aislamiento acústico

TEMA 4. INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA MEDIOAMBIENTAL

4.1. Introducción

4.2. Emisores de ruido ambiental

4.3. Índices de valoración de ruido

4.4. Efectos del ruido sobre el ser humano

4.5. Factores que influyen en la propagación del sonido

4.6. Impacto sonoro en el medio ambiente

4.7. Mapas sonoros

4.8. Actuaciones para reducir las molestias ocasionadas por el excesivo ruido ambiente

TEMA 5. INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA SUBMARINA

5.1. Introducción

5.2. Velocidad del sonido en el agua del mar

5.3 Ondas sonoras en la superficie del agua

5.4. Ondas sonoras bajo la superficie del agua

5.5. Enmascaramiento por ruido y reverberación

5.6. Transductores submarinos

5.7. Sonar activo y pasivo

5.8. Salida acústica de barcos

5.9. Aplicaciones de la acústica submarina

Programa de la enseñanza práctica

Seminario 1 (3 hora). Tema 1: ejercicios y planteamientos prácticos referentes a los aspectos y conceptos presentados en el tema 1 de la asignatura.

Seminario 2 (2 hora). Tema 2: ejercicios y planteamientos prácticos referentes a los aspectos y conceptos presentados en el tema 2 de la asignatura.

Seminario 3 (3 horas). Tema 3: ejercicios y planteamientos prácticos referentes a los aspectos y conceptos presentados en el tema 3 de la asignatura.



Práctica 1 (2 horas). Manejo del sonómetro integrador.


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Práctica 2 (2 horas). Escucha y Habla.

Práctica 3 (2 horas). Medición del coeficiente de absorción acústica de un material mediante el tubo de Kundt

Práctica 4 (2 horas). Ordenanza municipal de ruido y vibraciones.

Tanto el equipamiento de laboratorio como el software de simulación están disponibles en el Laboratorio de Sonido e Imagen y en el Laboratorio de Electrónica.

Relación con otras materias Fundamentos de Acústica está relacionada con los contenidos impartidos en asignaturas del Módulo de Formación Básica como Física I y Física II (primer curso), Cálculo (primer curso), y con las asignaturas del Módulo de Formación Atribuciones Profesionales llamadas Acústica Arquitectónica y Electroacústica (tercer curso, segundo semestre).

Sistema de evaluación

Convocatoria de Febrero/Junio

El sistema de evaluación constará de los siguientes puntos:

1. Trabajos, problemas y prácticas: Forman parte de este ítem las actividades desarrolladas en las clases prácticas y trabajo en grupo, tutorías académicas, y actividades de aprendizaje virtual. Podrán ser de realización individual o en grupo y tener un carácter teórico o práctico. El total de los documentos y actividades realizados por el alumno se puntuará entre 0 y 10. Se valorará:

Formato, presentación, estructura y legibilidad de los documentos y presentaciones. Medios empleados y fuentes bibliográficas consultadas para su elaboración. Calidad y profundidad de los contenidos, así como los resultados y las conclusiones

extraídas.

Se establece una nota de corte de 4.0 puntos.

2. Primera prueba parcial: Forma parte de este ítem la evaluación, que siguiendo el sistema general de evaluación de la Universidad, se realizará aproximadamente a mitad del cuatrimestre (prueba parcial). Será puntuado entre 0 y 10. Se valorará:

Claridad y legibilidad en la exposición de los conceptos teóricos exigidos. Forma en que se plantea el ejercicio que se debe desarrollar. Resolución correcta del ejercicio.

Se establece una nota de corte de 4.0 puntos.


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3. Prueba final-segunda prueba parcial: Forma parte de este ítem la evaluación, estará estructurada en dos partes, una correspondiente a segunda prueba parcial y otra a la reválida de la primera. Cada parte se puntuará entre 0 y 10. Se establece una nota de corte de 4.0 puntos.

El rango de las ponderaciones para cada uno de los puntos anteriores será el siguiente:

Trabajos, problemas y prácticas: 25% Primera prueba parcial: 35% Segunda prueba parcial: 40%

El alumno superará la asignatura cuando la media ponderada sea igual o superior a 5 puntos y tenga una nota de, al menos, 4 puntos en todas las partes que componen el sistema de evaluación cuya ponderación global sea igual o superior al 20%.

Si el alumno tiene menos de un 4 en alguna de las partes cuya ponderación sea igual o superior al 20%, la asignatura estará suspensa y deberá recuperar esa/s parte/s en la siguiente convocatoria dentro del mismo curso académico. La/s parte/s superada/s en convocatorias oficiales (Febrero/Junio) se guardarán para las sucesivas convocatorias que se celebren en el mismo curso académico.

En caso de que no se supere la asignatura en la Convocatoria de Septiembre, no contarán las partes aprobadas para sucesivos cursos académicos.

El sistema de calificaciones (RD 1.125/2003. de 5 de septiembre) será el siguiente:

0-4,9 Suspenso (SS)

5,0-6,9 Aprobado (AP)

7,0-8,9 Notable (NT)

9,0-10 Sobresaliente (SB)

La mención de “matrícula de honor” podrá ser otorgada a alumnos que hayan obtenido una calificación igual o superior a 9,0. Su número no podrá exceder del 5% de los alumnos matriculados en una materia en el correspondiente curso académico, salvo que el número de alumnos matriculados sea inferior a 20, en cuyo caso se podrá conceder una sola matrícula de honor.


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Bibliografía y fuentes de referencia

Bibliografía básica

“Acústica Arquitectónica y Urbanística”, J. Llinares, A. Llopis, J. Sancho, SPUPV, 2002. (Temas 1,

2, 3 y 4)

“Ingeniería Acústica”, M. Recuero, Paraninfo, 1984. (Tema 4 y 5)

Bibliografía complementaria

“Acústica”, L. Beranek, Hispano América, 1969.

“Fundamentals of Acoustics”, L.E. Kinsler, John Wiley & Sons, 2000.

“Teoría y Problemas de Acústica”, W. Seto, McGraw-Hill, 1973.

Web relacionadas Durante las clases guiadas y los ejercicios prácticos se recomendarán direcciones web relacionadas con la materia impartida. Además, estas serán actualizadas en el Campus Virtual http://www.acusticaysonido.com/ Página web divulgativa sobre acústica y sonido. http://www.acusticaweb.com/ Página web divulgativa sobre acústica arquitectónica. http://www.ingenieriaacusticafacil.com Página web con recursos, formación y conocimiento sobre ingeniería acústica. http://www.sea-acustica.es Pagina web de la asociación española de acústica.

Recomendaciones para el estudio y la docencia Las recomendaciones básicas para estudiar la materia consisten en primer lugar en disponer de los conocimientos de base para iniciar su estudio. Por este motivo, es conveniente que el alumno haya superado las asignaturas previas indicadas en el apartado de “Relación con otras materias”.

En segundo lugar, se anima a los estudiantes a seguir un estudio continuado de la materia con el fin de poder ir asimilando conocimientos. El estudio y asimilación de cada jornada docente deberá realizarse antes de la siguiente clase y complementado con la realización de los problemas y cuestiones propuestas. Como tiempo de estudio, se propone como mínimo un tiempo de estudio de igual al de las horas de clase de la asignatura.


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Por este motivo, el punto clave para superar la asignatura con éxito, es “comprender” la materia y no tanto su “memorización”. En caso de dudas o cuestiones, el estudiante debe preguntar al profesor bien en clase, en el horario de atención al alumno o bien telemáticamente. Como regla general una duda resuelta evita cinco interrogantes en el futuro. Se recomienda al alumnado la asistencia a las tutorías para la exposición de dudas.

Se recomienda la participación activa en los mecanismos de tutorización.

Las prácticas deben ser realizadas por el alumno, y siempre con el objetivo claro de relacionar los ejercicios prácticos con los conocimientos teóricos a asimilar.

Por último, y con respecto a la asistencia, aunque se fijan unos mínimos en teoría y práctica, se recomienda a los alumnos la asistencia a la totalidad de las jornadas teóricas y prácticas de la asignatura.

Materiales didácticos Se precisa acceso a internet y las herramientas ofimáticas habituales. Cada tema será presentado en un documento pdf disponible desde el Campus Virtual, que será ampliado y comentado en las clases presenciales y resto de actividades presenciales.

Para la realización de las sesiones prácticas de laboratorio se hará uso de varios equipos como sonómetro integrador, osciloscopios, tubo de kundt, altavoces, micrófonos y fuentes de ruido. Los laboratorios están acondicionados para la realización adecuada de estas sesiones prácticas.

Así mismo, se hará uso de varias aplicaciones gratuitas para la creación y el análisis de la señal vocal, así como demostraciones sobre conceptos de acústica básica.

Tutorías Las tutorías se dedicarán a reforzar los conceptos y a comprobar que el alumno asimila todo lo explicado en las clases magistrales. Los objetivos formativos planteados para la tutoría son:

Orientación sobre los contenidos de la asignatura, los sistemas de evaluación y la metodología de enseñanza-aprendizaje, así como su vincula con otras materias y con el ejercicio profesional.

Seguimiento y evaluación de trabajos, problemas y ejercicios planteados como horas de trabajo no presencial.

Aclaración de dudas personales sobre los contenidos de la asignatura, memorias de las prácticas, trabajos o ejercicios planteados.

Concienciación sobre el problema medioambiental y la contaminación por ruido en las ciudades.

Para cubrir estos objetivos se planificarán las siguientes actividades formativas:

Presentación inicial de la asignatura, sistema evaluación y metodología.

Reunión por grupos para realizar seguimiento del trabajo y ejercicios planteados.


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Exposición grupal de los trabajos con pregunta, debate y evaluación por parte del alumnado y profesorado.

Sesión de refuerzo al final de cada tema con la aclaración de dudas personales y repaso de los conceptos importantes.

Este proceso de formación requiere de los adecuados sistemas de evaluación, cuyas herramientas y criterios principales son:

Asistencia a las sesiones de tutorías.

Seguimiento personal sobre realización de consultas y participación activa en la sesión.

Iniciativa, creatividad y toma de decisiones a la hora de resolver los trabajos o problemas planteados.

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