mediciones de aislaciòn in situ damis cacavelos

Instrumentos y Mediciones Acústicas Junio 2015, Argentina

1

MEDICIONES DE AISLACIÓN IN SITU

FEDERICO DAMIS1, NAHUEL CACAVELOS

2

Universidad Nacional de Tres de Febrero (UNTREF), Buenos Aires, Argentina.

[email protected], [email protected]

2

Abstract – Mediante el actual trabajo se consideraron los procedimientos a seguir por las

normas internacionales para realizar mediciones in situ de aislación sonora tanto aérea como

vibratoria. Se compararon diversas normas actuales y se obtuvieron los valores globales y por

banda de tercios de octava de los índices R’,Dn y DnT. Se detallaron los procedimientos

utilizados, así como el instrumental y se propusieron soluciones constructivas en algunos casos.

1. INTRODUCCIÓN

El aislamiento acústico es un factor

muy importante dentro del estilo de vida

moderno. Desde el movimiento de las

áreas rurales a las ciudades y el

advenimiento de los edificios

residenciales, la privacidad y la

independencia comienzan a depender en

gran escala del aislamiento acústico. No

sólo el silencio se torna necesario para una

buena calidad de vida, sino también

incluso la libertad de provocar sonidos

fuertes sin molestar a otros.

El mecanismo de medición del

aislamiento acústico entre dos espacios

vecinos fue analizado por la norma 140-

4[1] hasta hace unos años. Esta norma

emplea un método de medición de

aislamiento acústico entre dos espacios

separados. En el año 2011, Carl Hopkins

presenta un trabajo en el JASA

denominado “On the efficacy of spatial

sampling using manual scanning paths to

determine the spatial average sound

pressure level in rooms.”[2], en donde se

analiza la eficiencia de un método

distintivo y práctico para la medición de

nivel de presión sonora dentro de un

recinto en el que se utilizan en vez de

posiciones fijas de micrófono, un

micrófono recorriendo el camino de un

contorno geométrico. El trabajo explica

que al tener una gran cantidad de muestras

no correlacionadas es posible obtener gran

eficiencia. A raíz de esto en 2013 se

elabora una nueva normativa con base en

el estudio de Hopkins, la norma

internacional ISO 16283-1 [3]. El

propósito del presente trabajo es realizar

una comparación in situ entre ambas

normativas utilizando ambos métodos en

tercios de octava. Asimismo se realiza un

análisis extendido para frecuencias bajas

(50, 63 y 80 Hz) y un análisis de los

flancos existentes entre tabiques.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 TRANSMISIÓN SONORA ENTRE

TABIQUES

Si una pared es irradiada por una

potencia acústica P1, del otro lado se

transmite una potencia acústica P2, siempre

menor que P1. El coeficiente de

transmisión, t se define entonces como:

(1)

el cual es comúnmente expresado en dB

como perdida de transmisión (TL),

definido como:

(2)

Es preciso advertir que tanto t como TL

son independientes del área de la pared

considerada ya que modificarían en igual

proporción ambas potencias.


2

2.2 LEY DE MASA

Realizando un análisis sobre una fuente

plana que incide en forma normal al

tabique, es posible calcular las pérdidas de

transmisión del mismo para luego conocer

su potencia incidente y su potencia

transmitida. Gracias al cálculo numérico se

obtiene la siguiente solución conocida

como Ley de masa:

(

) (3)

Esta solución muestra que para

frecuencias altas (donde el sumando 1

puede despreciarse en el logaritmo) la

pérdida de transmisión crece 6dB con cada

duplicación de la densidad superficial del

tabique. Asimismo, fijada la densidad

superficial, la pérdida de transmisión crece

con la frecuencia. Vale aclarar que esto

sólo es válido para incidencia normal, por

lo que para incidencia aleatoria exige

ciertas correcciones empíricas; pudiéndose

estimar la misma como:

(4)

2.3 PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN

COMPUESTA

En la mayoría de los casos los tabiques

se presentan constituidos por una

yuxtaposición de varios materiales, cada

uno con pérdidas de transmisión distintas y

superficies distintas. De esta manera se

analiza la potencia acústica radiada a cada

material en función de su superficie. La

pérdida de transmisión en este caso se

puede estimar como:

∑

(5)

2.4 SOLUCIONES GENERALES DE

AISLAMIENTO ACUSTICO

Generalmente la solución de

aislamiento acústico es proveer barreras

controladas de gran masa a paredes

simples, dobles o incluso triples. En estos

casos el problema radica en la transmisión

estructural el cual puede ser fácilmente

resuelto mediante la utilización de

discontinuidades o resistencias. Esto es

importante en el análisis de los problemas

de aislamiento antes de describir una

solución. Mientras que duplicando la masa

sólo conseguimos 6 dB de mejoría, la

solución para grandes aislamientos es

utilizar dobles o triples estructuras con

gran espacio entre cada capa. De esta

manera una estructura doble tendrá

características de aislamiento que

incrementan 10 dB por cada duplicación de

la frecuencia contra solo 5 dB de

estructuras simples. En estructuras de triple

capa se pueden encontrar aproximadamen-

te 15 dB de aislamiento al duplicar la

frecuencia.

En la práctica, como resultado de que la

partición es finita y posee espesor, una

doble pared común con una cavidad donde

cada placa no esté lo suficientemente

alejada como para considerarse

independiente, posee un promedio de caída

de 8dB/octava mientras una pared simple

de las mismas características posee solo 6

dB/octava. De esta manera es posible

dividir el estudio del aislamiento acústico

en cuatro categorías:

Paredes simples: 5 dB/octava

Paredes dobles con poca cavidad

(50 a 300 mm): 8 dB/octava

Paredes dobles con grandes

cavidades (300 mm o más): 10

dB/octava.

Paredes triples: 15 dB/octava


3

Es preciso aclarar que estos valores son

solo aproximaciones de particiones

individuales, las cuales pueden variar

circunstancialmente, especialmente a bajas

frecuencias. Hay que recordar que

cualquier predicción es dependiente de la

precisión de la construcción y de las

debilidades acústicas que pueda presentar.

2.5 DEBILIDADES Y PUENTES

ACÚSTICOS

Cuando se utilizan marcos de madera

alrededor de la estructura abierta deben

estar siempre masillados hasta el ladrillo, o

concreto. Este es un punto estructural

importante que comúnmente es ignorado y

solo se vislumbra cuando se consigue un

aislamiento pobre en altas frecuencias. Es

común encontrar que esto se produce

debido a que la madera al encogerse

empuja la estructura, dejando un agujero

donde solo una capa muy pequeña de

material fue aplicada en la construcción y

por lo tanto la misma se abre y deja una

grieta. Es esencial que la madera sellada

con masilla o un componente similar sea

tratada con un material elástico de manera

que pueda solventar cualquier problema de

este estilo.

La utilización de lana mineral para

rellenar huecos no es recomendada. En

caso de usarse debe ser presionada

fuertemente en su lugar de aplicación y

posteriormente aplicar un sellador. Esta

técnica solo es utilizable en hoyos

pequeños menores a 6mm. Hoyos grandes

deben ser tratados con un material grueso y

sólido teniendo cuidado de no realizar

puentes mecánicos entre cavidades.

Cuando el hoyo es debido a cables o

cañerías de servicio, es importante rellenar

con elementos constructivos de obra

húmeda o lana mineral de alta densidad. Si

los ductos pasan a través de la pared o del

piso, el espacio alrededor del ducto debe

ser apropiadamente sellado con cemento o

material de masa similar. Si el mismo pasa

a través de una cavidad de una sala

desacoplada mecánicamente como

solución constructiva de aislamiento, la

misma deberá tener una sección flexible o

pasar por capas resistivas en la pared o el

piso, para evitar puentes acústicos donde

se reduzca la pérdida por transmisión.

Con el objeto de proveer cañerías de

servicios, el arquitecto puede crear

caminos desde donde el ruido viaje a

través de una habitación a la otra.

Ejemplos de esto son los sistemas de

ventilación, canalizaciones y ductos de

cables que pasan a través de la estructura.

Estas unidades o ductos están hechos

generalmente de metal y de grandes

tamaños. Es esencial que sea considerado

cuidadosamente y tratado o rellenado

luego de que los cables fueron colocados,

con un material de alta densidad. Otro

ejemplo de puente acústico se da cuando

las paredes o particiones terminan en un

montante. En este caso es complejo el

detallado ya que la pared es más ancha que

el montante. Este problema puede ser

resuelto utilizando una cubierta triangular

rellenando con obra húmeda.

En el intento de proveer al cliente la

máxima flexibilidad para la disposición de

las oficinas o espacios multifunción, se

utilizan particiones desmontables donde,

para minimizar el costo, se encuentran solo

levantadas hasta un techo suspendido o

techo falso. El cuerpo por sobre el techo es

excelente para resolver los servicios

técnicos pero es muy perjudicial para el

aislamiento acústico. Esta cámara de aire

sobre el techo provee una ruta clara por

donde el sonido puede pasar a través de

una sala a la otra. Es por esto que es

importante que las paredes estén

construidas a altura completa, dividiendo

cada sala. Ocasionalmente, utilizando un

panel plástico acústico en el techo puede

mejorar la situación del aislamiento sonoro

sin modificar las ventajas del techo falso.

Otras rutas de transmisión que el

diseñador debe considerar son los ductos

de ventilación y eléctricos dentro de las


4

paredes, pasando de una sala a la otra. Para

mejorar esta situación se pueden tratarse

con sistemas atenuadores o rellenados con

arena o lana de vidrio cuidando de que

queden completamente sellados. Las

estructuras montantes de las paredes

usualmente de metal o concreto, son

grandes transmisores mecánicos por lo que

pueden ocasionar conexión mecánica entre

estructuras donde se intenta realizar un

sistema desacoplado.

3. METODOLOGÍA

Las mediciones se llevaron a cabo

según el estándar internacional ISO 16283-

1, el cual próximamente remplazará al

estándar ISO 140-4. Este estándar describe

los procedimientos para mediciones de

campo, de aislación sonora dentro de

edificios. Las mediciones de aislación

acústica descritas anteriormente en las

normas ISO 140-4, y 140-7 fueron

destinadas en primer lugar a mediciones en

donde el campo sonoro deba ser

considerado difuso y no explicitan si los

operadores pueden encontrarse dentro del

recinto durante las mediciones. La norma

ISO 16283-1 difiere de las normas ISO

140-4, y -7 en cuanto a que la misma se

aplica a recintos en los cuales el campo

sonoro no sea necesariamente difuso;

además, aclara de qué forma los

operadores pueden medir el campo sonoro

utilizando micrófonos o sonómetros de

mano e incluye información adicional que

se encontraba previamente en la norma

ISO 140-14.

Para determinar la aislación sonora

aérea entre dos recintos, la norma requiere

que uno de los recintos sea receptor y que

el otro sea emisor de señal sonora (el de

mayor volumen). Las mediciones deben

incluir niveles de presión sonora en ambos

recintos con la fuente de señal emitiendo,

mediciones de ruido de fondo y de tiempo

de reverberación en la sala receptora. A

partir de esto se definen dos

procedimientos: el estándar y el de baja

frecuencia. Éste último se debe evaluar en

el caso de querer considerar las bandas de

tercio de octava en 50, 63 y 80 Hz cuando

el volumen de la sala receptora es menor

de 25 m3. En este caso, se aplicó

únicamente el procedimiento estándar ya

que las condiciones de medición dadas así

lo dispusieron.

El procedimiento estándar hace

referencia a la utilización de: un micrófono

fijo o un micrófono de mano moviéndose

de una posición a otra, un arreglo de

micrófonos fijos, un mecanismo de

continuo movimiento o un micrófono de

escaneo manual. Estas mediciones deben

ser tomadas en la zona central de la

habitación en posiciones lejanas a las

paredes. Diferentes aproximaciones son

descriptas para determinar la presión

sonora, de manera que el usuario pueda

elegir el método más adecuado. La

consideración principal para la sala de

fuente radica en la protección auditiva que

debe usar el operador humano; en cambio

para la sala receptora, subyace en

minimizar el efecto del mismo sobre el

ruido de fondo ya sea tanto ocasionándolo

él mismo como monitoreando posibles

ruidos externos intermitentes que puedan

aparecer durante la medición.

El campo sonoro en la mayoría de los

recintos rara vez se aproximará a un campo

difuso a lo largo del rango de frecuencias

de interés de esta norma (entre 50 y 5000

Hz). Los procedimientos definidos por la

ISO 16283-1 por lo tanto, permiten la

realización de las mediciones sin tener

conocimiento sobre la difusividad del

campo sonoro de análisis y es debido a

esto que no es necesario la modificación

del mismo utilizando difusores o

mobiliario adicional en cualquiera de los

recintos. En caso de requerir que las

mediciones sean comparables con

resultados obtenidos en laboratorios, con la

introducción de tres difusores de un área

de 1m2 es usualmente suficiente.


5

3.1 PROCEDIMIENTO ESTÁNDAR

Como mencionamos anteriormente, se

utilizan mediciones de presión sonora para

determinar el nivel sonoro promedio en la

zona central de los recintos receptores y

emisores. El estímulo sonoro utilizado será

generado dentro del recinto emisor

utilizando parlantes en al menos dos

posiciones del recinto. El nivel de presión

sonora emitido por la fuente deberá ser lo

suficientemente alto en el recinto receptor

como para encontrarse significativamente

por encima del ruido de fondo. La señal de

prueba debe ser estacionaria durante la

medición y debe poseer un espectro plano

a lo largo de las frecuencias de interés. Se

recomienda el uso de ruido blanco o rosa

debido a sus características

determinísticas.

Las distancias entre superficies del

recinto y el parlante deberá ser de por lo

menos 0.5 m y a 1 m por lo menos de la

superficie que separa ambos recintos. Esta

distancia se considera desde la superficie

en cuestión hasta el centro geométrico del

parlante utilizado. Las diferentes

posiciones de parlantes no deberán estar

contenidas en planos paralelos a las

superficies del recinto y la distancia entre

las mismas deberá ser de 0.7 m por lo

menos. De todos los métodos descritos en

la norma, sólo se considerarán en este caso

dos: el método mediante micrófonos fijos y

mediante escaneo o mapeo manual.

3.1.1 USO DE MICRÓFONOS FIJOS

Este método considera el uso de

micrófonos fijos a un trípode y el operador

se puede encontrar dentro o fuera del

recinto durante la medición. El número de

mediciones deberá ser por lo menos 5

(cinco) en cada recinto. Estas posiciones

deberán encontrarse distribuidas a lo largo

del mismo. En el caso de utilizarse un

parlante único, las posiciones no deberán

estar contenidas en un mismo plano

relativo a alguna de las superficies del

recinto y las mismas no podrán formar

ningún tipo de grilla regular espacialmente.

3.1.2 ESCANEO MANUAL

En caso de usarse este método, se debe

definir una trayectoria de escaneo que

podrá ser un círculo, una hélice, un

semicilindro o tres semicírculos. En caso

de no contar con el suficiente espacio se

preferirá el uso de este último. Se podrán

utilizar distintas trayectorias en cada

recinto. Estas trayectorias se pueden

observar en la Fig. 1. En este caso

particular se prefirió arbitrariamente el uso

de la trayectoria semicilíndrica.

Para utilizar esta trayectoria, se requiere

el uso de una vara de entre 0,3 y 0,9 m de

extensión para colocar el micrófono.

Figura 1. Trayectorias para el escaneo

manual: 1) Circular. 2) Helicoidal. 3)

Semicilíndrica. 4) Tres semicírculos.

La trayectoria comienza a 0,5 m del

piso de distancia, a aproximadamente 90º

hacia un costado. Acto seguido, se le

imprime a la vara un movimiento

semicircular paralelo al piso cubriendo

220º aproximadamente. El movimiento

continúa verticalmente en línea recta hasta

que el micrófono se encuentre a 0,5 m del

techo y una vez que se encuentra allí, se

escanea espacialmente en semicírculo en

dirección opuesta 220º y luego se

desciende verticalmente para alcanzar el

punto de origen de la trayectoria. Durante


6

las secciones circulares de movimiento se

requiere que el operador logre una

velocidad angular constante. La máxima

velocidad angular permitida es de

aproximadamente 20º por segundo y una

máxima velocidad lineal de 0,25 m/s para

los tramos verticales.

El número de mediciones mínimas

mediante este método es 1 (una) por cada

posición de fuente, en el caso de utilizar

una única fuente sonora, como fue el caso

en la presente medición. Esto arrojaría un

total de 4 (cuatro) escaneos manuales para

el caso de 2 posiciones de fuente: 2

escaneos en el recinto receptor y 2 en el

recinto emisor. Sin embargo, la norma

prevé la utilización de una única medición

en cada recinto para el caso de recintos

cuya superficie del piso sea menor a 50 m2.

En este caso sería necesario únicamente 2

mediciones o escaneos manuales, además

de una medición adicional de ruido de

fondo en el recinto receptor. La tabla 1

resume la cantidad de posiciones de

micrófonos/fuente a utilizar según las

condiciones de medición.

Tabla 1. Resumen de las posiciones de

micrófonos/fuentes sonoras según la ISO

16283-1

3.1 PROCEDIMIENTO ESTÁNDAR

(CONTINUACIÓN)

En cuanto a las distancias mínimas

entre micrófonos, se establece lo siguiente,

en la medida de lo posible:

a) 0,7 m entre posiciones de

micrófonos fijas.

b) 0,5 m entre posiciones de

micrófono y superficies del

recinto.

c) 1 m entre posiciones de micrófono

y posiciones de fuente sonora.

Los tiempo de promediación o de

integración en cada posición de micrófono

fija asimismo, deberán ser de por lo menos

6 s para el rango de frecuencias entre 100

Hz y 400 Hz . Para el rango entre 500 Hz y

5000 Hz, el mismo no podrá ser menor a 4

s. Si consideramos el rango extendido en

baja frecuencia, entre 50 Hz a 80 Hz, el

tiempo de promediación deberá superar los

15 s. Para el caso de las posiciones de

escaneo manual, los tiempos de integración

serán más elevados: 30 s para las

frecuencias de interés entre 100 Hz y 5000

Hz y por lo menos 60 s para la banda

extendida entre 50 Hz y 80 Hz. Además el

tiempo de integración deberá cubrir un

número entero de trayectorias de

micrófono.

Los resultados obtenidos por cada

micrófono estarán dados por niveles de

presión sonora (dB) y deberán ser

promediados energéticamente según la

siguiente fórmula:

∑

(6)

siendo L1,L2,…,Ln el nivel de presión

sonora a n posiciones diferentes en el

espacio.

4. MEDICIÓN Y RESULTADOS

4.1 RECINTOS

A través de este trabajo, se logró medir

la transmisión sonora directa e indirecta

entre dos aulas de la Universidad Tres de

Febrero (UNTREF), localizada en el

Anexo de la misma. Al tratarse de aulas, el

contenido de las mismas fue una

determinada cantidad de pupitres, así como

un pizarrón en cada aula y una mesa

utilizada por los profesores (Fig. 2).


7

Figura 2. Detalles internos del recinto emisor.

Las dimensiones medidas de ambos

recintos se pueden observar en la Figura 3.

Como vemos, la sala emisora presenta un

volumen de aproximadamente 94,5 m3,

con una superficie de suelo de 31,5 m2,

mientras que la sala receptora presenta un

volumen de 67,56 m3 y una superficie total

de piso de 22,52 m2. La superficie del

elemento separador se estimó en 18,21 m2.

Todas estas dimensiones fueron medidas

mediante un distanciómetro laser Bosch

GLR225.

Figura 3. Dimensiones de sala emisora y

receptora

4.1.1 ANALISIS MODAL

Con el fin de entender mejor el campo

sonoro presente en las salas y su posterior

interpretación de resultados, se motivó el

análisis de una simulación modal del

recinto emisor. En la Figura 4 podemos

observar como los modos con mayor

cantidad de energía se presentan

dominados por el largo de la sala. En este

caso vemos una preponderancia en 28Hz y

sus armónicos, los cuales también

interactúan también con los modos

dominados por el alto de la sala. Por lo

tanto, durante las mediciones el contenido

energético sufrió variaciones,

especialmente en bajas frecuencias a partir

de 28 Hz a lo largo del espacio del recinto.

Figura 4. Análisis espectral de los modos de

la sala emisora. Largo; Ancho; Alto;

Tangencial Largo/Alto; Tangencial

Ancho/Alto; Oblicuo.

4.1.2 PROBLEMAS DE

AISLAMIENTO PARTICULAR

Fue preciso analizar el sistema de

aislación de tabiques mediante la completa

inspección de sus detalles constructivos. Es

por esto que se pretende demarcar las

posibles debilidades del sistema que fueron

encontradas al inspeccionar la sala.

4.1.3 TECHO SUSPENDIDO

El tabique separador entre ambas salas

no fue completamente construido desde la

losa hasta el techo de hormigón. El mismo

se alza sólo hasta un techo de PVC

construido con el fin de facilitar los

conexionados eléctricos y de servicio de

las distintas salas. De esta manera, el

sonido incidente sobre dicho techo es

transmitido por el mismo hacia la otra la

otra sala sin ninguna barrera más que el

propio techo. En estos términos es posible

identificar la pérdida de transmisión (TL)

del material con el fin de evaluar su

efectividad en la solución de aislamiento

acústico. La Fig. 5 nos muestra una

simulación por software de los valores de

TL del cielorraso en función de la

frecuencia. Estos valores fueron tenidos en

cuenta a la hora de analizar la pérdida de

transmisión total de un recinto hacia el otro

por las razones mencionadas.


8

Figura 5. Pérdida de transmisión del techo

suspendido.

4.1.4 PUERTAS

El tipo de puerta presente en ambas

salas es de tipo estándar con apertura doble

y no posee tratamiento acústico alguno. No

posee ningún tipo de sistema particular de

sellamiento de burletes para impedir el

contacto acústico y la materialidad de la

misma es madera de baja densidad.

Figura 6. Detalle lejano del tipo de puertas

utilizado en los recintos.

La posición de la puerta presente en

ambas salas es próxima al tabique

separador, con lo cual impactará

significativamente sobre la calidad de

aislamiento del sistema.

4.1.5 INSTALACIÓN ELÉCTRICA

La instalación eléctrica de los recintos

es compartida en el conexionado interno a

la pared divisoria analizada. De esta

manera es posible identificar a los mismos

como puentes acústicos ya que han sido

colocados en simetría en ambas salas,

encontrándose en exactamente en la misma

posición y debilitando de esta manera el

aislamiento acústico. La Fig. 7 muestra

ejemplos de conexionado acústicamente

eficientes que facilitan la pérdida de

transmisión de energía sonora entre un

recinto y otro.

Figura 7 – Correcto posicionamiento de

enchufes eléctricos de pared.

4.1.6 TABIQUE SEPARADOR

El tabique lindante analizado fue

construido en obra seca con el sistema de

perfilería liviano. El mismo refiere a la

utilización de un sistema acústico de dos

placas de yeso con un espacio de aire

entremedio soportado por perfiles de metal

de tipo zinc. Es de notar que la

construcción no es homogénea ya que

también atraviesan vigas y tabiques de

obra húmeda pertenecientes a una

construcción anterior. Sacando de lado

dichas irregularidades en la Fig. 8 se

muestra un ensayo realizado por la firma

“Durlock” para un tabique de estas

características. Se esperarán por lo tanto,

valores de aislación similares obtenidos

mediante la medición.


9

Figura 8. Índice de reducción sonora estimado

para el tipo de configuración del tabique

separador del sistema medido.

4.2 TIEMPO DE REVERBERACIÓN Y

ÁREA DE ABSORCIÓN EQUIVA-

LENTE

El tiempo de reverberación, según la

norma ISO 16283-1 deberá ser medido de

acuerdo a lo expuesto por la ISO 3382-2

[4]. Como esta norma no se encontró

disponible al momento de la medición, se

tuvo en cuenta lo referido a la norma ISO

354 [5]. La evaluación del tiempo de

reverberación a partir de las respuestas al

impulso de la sala se deberá considerar a

partir de una caída de 5 dB por debajo del

nivel de presión sonora inicial. El rango de

evaluación a partir de esta caída deberá ser

preferentemente de 20 dB, por lo tanto, se

tomaron en cuenta las estimaciones de T20

obtenidas a partir de las respuestas al

impulso.

Figura 9. Posiciones de micrófono y fuente

sonora durante las mediciones de T20 en la sala

receptora.

Los operadores no se encontraron

presentes dentro del recinto durante las

mediciones. Estas mediciones solamente se

realizaron en el recinto receptor y fueron

necesarias para obtener los valores de

diferencia de niveles normalizada (Dn) y

diferencia de niveles estandarizada (DnT).

Se utilizó el método de respuesta al

impulso integrada, el cual requirió la

utilización de 6 (seis) posiciones fijas de

micrófono como mínimo y una posición de

fuente sonora. La fuente sonora debió ser

omnidireccional y se respetaron las

distancias establecidas por la ISO 354, a

saber:

1,5 m entre posiciones de

micrófonos.

2 m entre micrófonos y

posiciones de fuente sonora.

1 m entre micrófonos y

superficies del recinto.

En la Fig. 9 se pueden observar las

posiciones de fuente sonora y micrófono

dentro del recinto. La fuente utilizada se

trató de un dodecaedro Outline Globe

Source Radiator (con su respectivo

Subwoofer) y los micrófonos utilizados

para medir fueron micrófonos de medición

DPA 4007. Se utilizaron tres micrófonos

de éstos en simultáneo, con lo cual la

medición se realizó en dos etapas. Como

señal de prueba se utilizó un barrido

senoidal („log sine sweep‟) desde 20 Hz

hasta 10 kHz, con una duración de 40 s. El

mismo se generó mediante el software

Aurora 4.3; se grabaron las señales de

prueba en cada posición y luego se

convolucionaron con el filtro inverso de la

señal para la obtención de las respuestas al

impulso. Asimismo, se calculó la

desviación estándar del T20 según la

siguiente fórmula especificada en la norma

ISO 354:

√

(7)

siendo la desviación estándar

de T20; T el tiempo de reverberación


10

medido; f la frecuencia central de la

banda de tercio de octava de interés y

N el número de respuesta al impulso

evaluadas para esa banda.

El área de absorción equivalente fue

calculada a partir del tiempo de

reverberación según la fórmula de

Sabine:

(8)

siendo V el volumen del recinto y T el

tiempo de reverberación. Los

resultados obtenidos se pueden

observar en la Tabla 2. En la Fig. 10 se

muestran a su vez los valores de T20

con su respectiva incertidumbre

expandida. La misma fue calculada

tomando un intervalo de confianza de

95% de los datos.

Frecuencia (Hz) T20 (s) A (m2)

50 4,52 ± 0,12 2,47

63 4,33 ± 0,1 2,58

80 3,7 ± 0,08 3,02

100 3,45 ± 0,06 3,24

125 3,15 ± 0,05 3,55

160 2,98 ± 0,04 3,74

200 1,66 ± 0,03 6,74

250 1,26 ± 0,02 8,84

315 0,95 ± 0,02 11,78

400 0,99 ± 0,02 11,34

500 0,81 ± 0,01 13,82

630 0,75 ± 0,01 14,96

800 0,66 ± 0,01 17,01

1000 0,63 ± 0,01 17,82

1250 0,64 ± 0,00 17,54

1600 0,64 ± 0,00 17,50

2000 0,72 ± 0,00 15,55

2500 0,77 ± 0,00 14,54

3150 0,79 ± 0,00 14,11

4000 0,77 ± 0,00 14,44

5000 0,72 ± 0,00 15,48 Tabla 2. Tiempos de reverberación y área de

absorción equivalente para el recinto receptor.

Figura 10. Tiempo de reverberación medido

con su respectiva incertidumbre expandida,

4.3 NIVELES DE PRESIÓN SONORA

Se midieron los niveles de presión

sonora tanto en la sala receptora como en

la emisora, utilizando cinco posiciones de

micrófono y dos posiciones de fuente. Para

ello, se utilizaron cinco sonómetros

Svantek 959 tipo I en simultáneo en cada

caso. Los mismos fueron calibrados antes

y después de las mediciones para

corroborar que las variaciones de los

instrumentos no fueran grandes a lo largo

del tiempo que duró la medición. Los

factores de calibración se pueden observar

en la Tabla 3. La calibración se realizó con

un calibrador Svantek SV30A tipo I, el

cual emite una señal de 1 kHz a 114 dB

(valor normalizado de calibración). Como

se observa, la variación máxima durante el

tiempo de medición fue de 0,13 dB, con lo

cual los valores entregados por el

instrumental contaron con un gran nivel de

precisión a lo largo del tiempo.

Sonómetro Inicio (dB) Fin (dB)

1 0,38 0,25

2 0,64 0,67

3 0,84 0,9

4 0,25 0,31

5 -0,47 -0,51 Tabla 3. Factores de calibración

Se colocaron todos los sonómetros

fuera de los recintos a medir ya que se

utilizaron cables de extensión para

centralizar la operación del instrumental en

un punto (Fig. 11). Se debió compensar la

respuesta de los cables utilizando filtros de


11

compensación elaborados por el propio

fabricante del instrumento. Las mediciones

realizadas se configuraron utilizando un

tiempo de integración „Slow‟ y una

ponderación en frecuencia „Z‟ (sin ningún

tipo de filtro asociado).

Figura 11. Configuración de los sonómetros

utilizando los cables de extensión.

Se midió el nivel equivalente de presión

sonora (LEQ) en cada punto del espacio,

con una duración de 20 s para el caso de

micrófonos fijos y 90 s para el caso de

escaneo manual. Se respetaron las

distancias mínimas establecidas por la

norma ISO 16283-1 previamente

mencionadas y se tomaron en cuenta las

recomendaciones de la norma para una

distribución espacial óptima a lo largo de

los recintos. En el Anexo D de la misma,

se encuentran variados ejemplos de

posicionamiento tanto de fuentes sonoras

como de micrófonos para el caso de

mediciones horizontales. Se tomó como

referencia uno de ellos, especificado en la

Fig. 12 debido a las similitudes en la

proporción de salas con respecto al caso

aplicado.

Figura 12. Ejemplo de posicionamiento

espacial recomendado por la ISO 16283-1 para

mediciones horizontales.

Se utilizó la misma fuente

omnidireccional que en el caso de la

medición de tiempo de reverberación, y se

colocó en dos posiciones distintas, cerca de

las esquinas opuestas al tabique separador,

tal como recomienda la norma para excitar

las resonancias de sala y obtener mayor

precisión en bajas frecuencias. Esta

recomendación no es menor y se debe

notar que aparece de forma novedosa en la

norma ISO 16283-1; su predecesora la

norma ISO 140-4 no hace mención a esto,

sino que recomienda únicamente aumentar

el número de posiciones de fuente para

mejorar la precisión en baja frecuencia.

Como señal de prueba en este caso se

utilizó ruido rosa, generado internamente

por la fuente a un nivel perceptualmente

alejado del ruido de fondo. El generador se

encendió y apagó remotamente mediante el

control remoto de la fuente, ya que los

niveles de presión dentro del recinto

emisor fueron muy elevados.

Se respetaron las distancias mínimas

acorde a lo establecido en la sección 7 de

la norma, tanto para las posiciones de

micrófono fijas como para las posiciones

de escaneo manual. Las Figs. 13-14

muestran en detalle las ubicaciones tanto

para el recinto emisor como para el recinto

receptor.


12

Figura 13. Posiciones de medición de nivel

de presión sonora para la sala emisora.

Figura 14. Posiciones de medición de nivel de

presión sonora para la sala receptora.

Se midió en el recinto emisor con la

fuente encendida y luego en el recinto

receptor tanto con la fuente encendida

como apagada para verificar el ruido de

fondo y realizar las correcciones

pertinentes. Luego se promediaron

espacialmente los valores obtenidos, por

bandas de tercios de octava desde 50 Hz

hasta 5000 Hz. Los promedios obtenidos

se pueden observar en las Tablas 4 y 5,

para los dos métodos utilizados

(micrófonos fijos y escaneo manual).

Hz Emisora Receptora RF ∆ RF

50 97,9 73,9 41,2 32,6

63 104,0 79,6 50,6 29,0

80 100,8 74,3 50,9 23,4

100 98,7 72,7 37,3 35,3

125 100,7 70,5 33,6 36,9

160 99,0 67,2 36,8 30,4

200 94,8 62,2 37,7 24,5

250 95,3 62,2 32,3 29,9

315 96,6 60,7 31,2 29,5

400 94,3 57,0 31,7 25,3

500 92,6 54,4 26,5 27,8

630 90,6 49,8 22,7 27,0

800 90,3 47,4 20,8 26,6

1000 90,8 45,7 17,8 27,8

1250 91,2 44,9 19,7 25,1

1600 90,8 44,0 16,7 27,3

2000 89,7 42,5 16,5 26,0

2500 89,0 41,4 20,0 21,4

3150 87,3 40,7 20,3 20,3

4000 85,9 38,7 18,2 20,5

5000 85,5 36,9 19,4 17,5 Tabla 4. Promedios espaciales de nivel de

presión sonora para el método de micrófonos

fijos.

Como se puede observar, en ambos

casos la diferencia entre el nivel de presión

sonora del recinto receptor y su ruido de

fondo es mayor a 10 dB, con lo cual no se

aplicaron correcciones de ruido de fondo a

los valores, según lo estipulado en la

sección 9 de la norma. La incertidumbre de

las mediciones se debió haber determinado

según lo establecido en la norma ISO

12999-1 [6], pero la misma no se

encontraba disponible al momento de la

medición, con lo cual no se pudo

determinar la incertidumbre. Esto

constituye otra diferencia relevante con

respecto a la norma ISO 140-4, la cual se

remite a la norma ISO 140-2 [7] para

proporcionar una repetibilidad satisfactoria

de las pruebas y mediciones.


13

F Emisora Receptora RF ∆ RF

50 101,1 77,9 39,5 38,4

63 109,9 83,5 38,5 45,0

80 105,5 77,1 41,4 35,7

100 101,3 72,8 38,8 34,0

125 98,2 69,8 33,4 36,4

160 95,3 66,8 36,1 30,7

200 92,8 61,2 35,5 25,7

250 94,5 60,8 32,6 28,2

315 95,2 60,7 32,9 27,8

400 93,6 57,3 33,6 23,7

500 92,9 54,9 31,5 23,4

630 90,1 50,0 25,6 24,4

800 89,9 47,7 27,6 20,1

1000 90,3 46,6 26,9 19,7

1250 90,9 45,7 22,7 23,0

1600 90,4 45,4 21,7 23,7

2000 89,1 43,5 21,5 22,0

2500 88,1 42,6 22,4 20,2

3150 86,3 41,6 23,1 18,5

4000 84,7 39,5 21,9 17,6

5000 84,4 37,8 27,1 10,7 Tabla 5. Promedios espaciales de nivel de

presión sonora para el método de escaneo

manual.

Figura 15. Medición de nivel de presión sonora

en la sala emisora.

Figura 16. Medición en la sala receptora

utilizando el método de escaneo manual.

Figura 17. Detalle del elemento separador,

visto desde el recinto emisor.

4.4 CÁLCULO DE ÍNDICES DE

PÉRDIDA DE TRANSMISIÓN

Dentro de la norma se definen varios

conceptos relativos a las mediciones que

permiten caracterizar la transmisión del

sistema.

Diferencia de niveles, D: es la

diferencia, en decibelios, del promedio

espacial-temporal de los niveles de presión

sonora producidos en los dos recintos por

una o varias fuentes de ruido situadas en

uno de ellos:

(9)

siendo L1 el nivel de presión acústica

medio en el recinto emisor y L2 el nivel de

presión acústica medio en el recinto

receptor.

Diferencia de niveles normalizada,

Dn:es la diferencia de niveles, en

decibelios, correspondiente a un área de

absorción de referencia en el recinto

receptor:


14

(10)

siendo D la diferencia de niveles, en

decibelios; A el área de absorción

equivalente del recinto receptor, en metros

cuadrados; y A0 el área de absorción de

referencia, en metros cuadrados (para

recintos en viviendas o recintos de tamaño

comparable se toma A0= 10 m2).

Diferencia de niveles estandarizada,

DnT: es la diferencia de niveles, en

decibelios, correspondiente a un valor de

referencia de tiempo de reverberación en el

recinto receptor:

(11)

siendo D la diferencia de niveles, T el

tiempo de reverberación en el recinto

receptor y T0 el tiempo de reverberación de

referencia (para viviendas, T0=0,5 s).

Índice de reducción sonora aparente,

R’: es diez veces el logaritmo decimal del

cociente entre la potencia acústica W1

incidente sobre la pared de ensayo y la

potencia acústica total transmitida al

recinto receptor si, además de la potencia

sonora W2 transmitida a través del

elemento separador, es significativa la

potencia sonora W3 transmitida a través de

elementos laterales o de otros

componentes, se expresa en decibelios

como:

(12)

En general, la potencia acústica transmitida

al recinto receptor consta de la suma de

varios componentes. Este índice se puede

evaluar como:

(13)

siendo S la superficie de la partición

común, en metros cuadrados; y A el área

de absorción equivalente del recinto

receptor, en metros cuadrados. R‟ se puede

utilizar para la comparación de mediciones

in situ con mediciones de laboratorio del

índice de reducción sonora R (definido en

la norma ISO 140-2). Cabe destacar que

cuando R‟ se determina en un rango

extendido de baja frecuencia (bandas de

tercios de octava de 50 Hz, 63 Hz y 80 Hz)

la Ecuación 12 puede no adecuarse a la

realidad y ser inexacta. Además, en el

índice de reducción sonora aparente R‟, la

potencia sonora transmitida al recinto

receptor está relacionada con la potencia

sonora incidente sobre el elemento

constructivo común, con independencia de

las condiciones reales de transmisión. El

índice de reducción sonora aparente R‟ es

independiente de la dirección medida entre

los dos recintos, si los campos acústicos

son difusos en ambos recintos.

Las Tablas 6 y 7 muestran los valores

obtenidos por bandas de tercios de octava

para los dos métodos utilizados: el método

de micrófonos fijos y el de escaneo

manual, según las ecuaciones

anteriormente descritas.

Hz Dn DnT R'

50 30,1 33,6 32,9

63 30,3 33,8 33,0

80 31,7 35,2 34,5

100 30,9 34,4 33,7

125 34,8 38,2 37,5

160 36,0 39,5 38,8

200 34,3 37,8 37,1

250 33,6 37,1 36,3

315 35,2 38,7 37,9

400 36,7 40,2 39,5

500 36,8 40,3 39,6

630 39,1 42,6 41,8

800 40,5 44,0 43,3

1000 42,7 46,2 45,4

1250 43,9 47,4 46,7

1600 44,4 47,9 47,1

2000 45,2 48,7 48,0

2500 46,0 49,5 48,7

3150 45,1 48,6 47,9


15

4000 45,6 49,1 48,4

5000 46,6 50,1 49,4 Tabla 6. Índices de pérdida de transmisión

obtenidos para el método de micrófonos fijos.

Figura 18. Índices de pérdida de transmisión

obtenidos para el método de micrófonos fijos.

En las Figs. 18 y 19 podemos observar

la misma información de forma gráfica y

podemos constatar una similitud con las

curvas teóricas de TL definidas

ampliamente en la literatura del tema. Se

observa además una diferencia de

aproximadamente 20 dB con respecto a los

extremos de las frecuencias de interés

analizadas, lo cual nos demuestra la

dificultad que se presenta en estos sistemas

para aislar el contenido en bajas

frecuencias.

Hz Dn DnT R'

50 29,3 32,8 32,1

63 32,3 35,8 35,1

80 33,5 37,0 36,3

100 33,4 36,9 36,1

125 32,9 36,4 35,7

160 32,8 36,3 35,5

200 33,3 36,8 36,1

250 34,2 37,7 37,0

315 33,8 37,3 36,5

400 35,8 39,2 38,5

500 36,6 40,1 39,3

630 38,3 41,8 41,0

800 40,0 43,4 42,7

1000 41,2 44,7 43,9

1250 42,7 46,2 45,5

1600 42,6 46,1 45,4

2000 43,7 47,2 46,5

2500 43,9 47,4 46,7

3150 43,2 46,6 45,9

4000 43,6 47,1 46,3

5000 44,7 48,2 47,4 Tabla 7. Índices de pérdida de transmisión

obtenidos para el método de escaneo manual.

Figura 19. Índices de pérdida de transmisión

obtenidos para el método de escaneo manual.

En pos de comparar la precisión del

método de escaneo manual, el cual posee

la ventaja de consumir mucho menos

tiempo, con el método tradicional de

medición mediante micrófonos fijos, se

examinó la variación porcentual del índice

de reducción sonora aparente R‟ tomando

este último como valor de referencia. Los

resultados se pueden observar en la Tabla

8.

Hz R' (fijo) R' (manual) ∆%

50 32,9 32,1 2,48

63 33,0 35,1 6,24

80 34,5 36,3 5,28

100 33,7 36,1 7,34

125 37,5 35,7 4,84

160 38,8 35,5 8,27

200 37,1 36,1 2,67

250 36,3 37,0 1,79

315 37,9 36,5 3,65

400 39,5 38,5 2,49

500 39,6 39,3 0,56

630 41,8 41,0 1,82

800 43,3 42,7 1,37

1000 45,4 43,9 3,29

1250 46,7 45,5 2,61

1600 47,1 45,4 3,73

2000 48,0 46,5 3,13


16

2500 48,7 46,7 4,21

3150 47,9 45,9 4,11

4000 48,4 46,3 4,16

5000 49,4 47,4 3,90 Tabla 8. Análisis comparativo entre el método

de micrófonos fijos y de escaneo manual sobre

el índice de reducción sonora aparente R‟.

Como vemos, las variaciones en

ningún caso exceden el 10 %, con lo cual

podemos hablar de una estimación

medianamente precisa a la hora de realizar

mediciones utilizando escaneos manuales.

Las mayores diferencias porcentuales se

encuentran en bajas frecuencias, y se

pueden atribuir a la falta de soporte modal

de los recintos y la baja difusión del campo

sonoro. En frecuencias medias-altas, por

encima de 2000 Hz, también contamos con

mayor variación porcentual, la cual puede

deberse principalmente a la influencia del

operador durante la medición y a las

pequeñas imprecisiones en la trayectoria

estipulada del micrófono. Cabe destacar

que esta medición de escaneo manual fue

realizada mediante una única trayectoria de

tipo semicilíndrica, con lo cual resta lugar

para futuras investigaciones y

comparaciones de los métodos mediante

otras trayectorias y con una cantidad

mayor de mediciones.

Posteriormente, y de acuerdo a lo

establecido en la normativa ISO 717-1 [8],

se obtuvieron las magnitudes globales R‟w,

Dn,w y DnT,w para cada caso. Para lograr

esto se compararon los valores obtenidos

con valores de referencia en el rango de

100 Hz a 3150 Hz (Fig. 20).

Figura 20. Valores de la curva de referencia

para aislamiento a ruido aéreo.

Esta comparación consistió en

desplazar la curva de referencia en saltos

de 1 dB hacia la curva medida hasta que la

suma de las desviaciones desfavorables sea

lo mayor posible pero no mayor que 32 dB

(para mediciones en bandas de tercios de

octava como en este caso). Se produce una

desviación desfavorable en una

determinada frecuencia cuando el resultado

de las mediciones es inferior al valor de

referencia. Solo deben considerarse las

desviaciones desfavorables. El valor, en

decibelios, de la curva de referencia a 500

Hz, después del desplazamiento, de

acuerdo con este procedimiento constituye

la magnitud global R‟w, Dn,w o DnT,w según

corresponda. Asimismo, basándose en la

normativa ASTM E413 [9], se calculó la

magnitud global STC para el índice de

reducción sonora aparente R‟ mediante un

procedimiento similar al definido en la

norma ISO 717-1 con la diferencia de que

el método de comparación difiere

ligeramente. En este caso, se debe en

primer medida aproximar los valores de

pérdida de transmisión al entero más

próximo y luego comparar con la misma

curva de referencia pero entre 125 Hz y

4000 Hz. Se debe desplazar la curva de

referencia en pasos de 1 dB teniendo en

cuenta que la curva de TL nunca deberá

llegar a 8 dB por encima de la curva de

referencia y que además, la suma de


17

desviaciones favorables no puede superar

los 32 dB (para el análisis en bandas de

tercios de octava). Una vez se cumpla el

criterio, el valor de la curva de referencia a

500 Hz representará el valor único STC.

Las Tablas 9 y 10 muestran los valores

globales calculados mediante ambos

métodos de medición. Los valores globales

asociados al escaneo manual son

ligeramente menores, y esto se debe

principalmente a que estas mediciones

arrojaron valores menores de índices de

pérdida de transmisión, según lo

corroborado en la Tabla 8. Sin embargo, la

máxima diferencia en cuanto a estos

valores globales es de 2 dB, con lo cual se

sostiene que el método de escaneo manual

posee una buena eficacia para realizar

medidas aproximadas en tiempos de

medición acotados.

Valores Globales (dB)

Dn,w 42

DnT,w 45

R'w 45

STC 44

Tabla 9. Valores globales obtenidos para el

método de micrófonos fijos.

Valores Globales (dB)

Dn,w 41

DnT,w 44

R'w 43

STC 43

Tabla 10. Valores globales obtenidos para el

método de escaneo manual.

Se calcularon también los términos de

adaptación espectral (en rango extendido)

solamente para el caso de microfoneo fijo,

según la norma ISO 717-1. Estos términos

se calcularon utilizando los espectros

sonoros especificados en la Figura 21.

Figura 21. Espectros de nivel sonoro para

calcular los términos de adaptación espectral.

Los términos de adaptación espectral

Cj, en decibelios, fueron calculados

mediante la ecuación:

(14)

siendo j el índice de los espectros sonoros

nº 1 y 2; Xw el valor del índice global

calculado a partir de los valores R‟, Dn y

DnT; XAj se calcula según la ecuación:

∑

(15)

siendo i el índice para las bandas de tercio

de octava de 100 Hz a 3150 Hz; Lij los

niveles a la frecuencia i para el espectro j;

y Xi el valor de R‟, Dn o DnT a la

frecuencia de medida i dada una precisión

de 0,1 dB.

Los términos de adaptación espectral se

deberán calcular con una precisión de 0,1

dB y redondearse al valor entero más

próximo. Deben identificarse de acuerdo al

espectro usado como sigue:

C cuando se calcule con el espectro nº1

(ruido rosa ponderado A).

Ctr cuando se calcule con el espectro nº2

(ruido de tráfico urbano ponderado A).


18

Los valores obtenidos para la presente

medición se ven expresados en la Tabla 11.

R' Dn DnT

C -1 -1 0

Ctr -3 -3 -2

C50-3150 -1 -1 0

Ctr,50-3150 -3 -3 -3

C50-5000 0 0 0

Ctr,50-5000 -3 -3 -3

C100-5000 0 0 0

Ctr,100-5000 -3 -3 -2 Tabla 10. Términos de adaptación espectral

calculados para el método de micrófonos fijos.

En el Anexo del presente trabajo se

encuentran presentes las hojas de datos

conteniendo la información completa,

estandarizada y ordenada para cada índice

calculado utilizando el método de

micrófonos fijos.

4.5 TRANSMISION INDIRECTA POR

FLANCOS

Se determinó la transmisión indirecta

por flancos según lo establecido en el

Anexo C de la norma ISO 140-4. La

misma establece que se pueden estudiar las

transmisiones indirectas midiendo los

niveles de velocidad superficial medios del

elemento constructivo separador y de las

superficies adyacentes en el recinto

receptor. El nivel de vibración superficial

medio Lv de cada superficie se puede

establecer como:

(

) (16)

siendo v1,v2,…,vn los valores rms de las

velocidades de vibración normales a la

superficie en n posiciones diferentes sobre

la muestra; y v0 la velocidad de vibración

de referencia (v0=10-9

m/s). Según esta

norma, el transductor de vibración

utilizado debería estar bien unido a la

superficie, y su impedancia de masa

debería ser suficientemente pequeña

comparada con la impedancia puntual de la

superficie.

Para llevar esta medición a cabo, se

utilizaron tres acelerómetros en simultáneo

colocados en cada superficie al momento

de la medición, conectados mediante los

cables de extensión a los sonómetros

Svantek 959, y excitados mediante ruido

rosa a través de un dodecaedro localizado

en el recinto emisor, cerca de una de las

esquina opuestas a la pared divisoria.

Como los acelerómetros utilizados miden

la vibración en función de la aceleración

(en mm/s2), se debió convertir estos

valores de aceleración a velocidad (en m/s)

dividiendo por 2πf cada valor obtenido por

banda de frecuencia. Cada acelerómetro

fue calibrado según los valores de fábrica

antes de realizarse las mediciones para

obtener resultados más confiables. Las

mediciones se realizaron sobre todas las

superficies del recinto receptor a excepción

del techo, ya que la colocación de los

acelerómetros en ese lugar se dificultaba.

Los mismos fueron unidos a las respectivas

superficies de medición mediante cera de

vela, para lograr un acoplamiento óptimo

del instrumental. Los cables se encintaron

a las superficies en la cercanía del

acelerómetro para evitar alteraciones en

baja frecuencia por las flexiones del cable.

En la Fig. 22 se pueden observar las

posiciones de medición para cada

superficie.

Figura 22. Posicionamiento de los

acelerómetros.


19

Las superficies se nombraron de forma

numérica siendo S1 la superficie de

separación de los recintos, S3 la superficie

trasera, S4 la superficie del piso y S2 y S5

las superficies laterales. Como las

vibraciones generalmente poseen un

relevante peso por debajo de las

frecuencias audibles, se incluyeron bandas

de frecuencia infrasónicas, para verificar el

nivel de vibración de forma más eficiente.

Hz S1

(dB) S2

(dB) S3

(dB) S4

(dB) S5

(dB)

0,8 14,0 69,0 12,2 73,3 72,4

1 50,3 69,5 7,1 67,7 63,9

1,25 50,2 72,1 10,4 73,8 61,4

1,6 47,6 65,7 6,6 65,0 57,8

2 46,1 65,1 3,3 65,1 55,1

2,5 47,1 64,4 5,1 63,8 54,9

3,15 45,5 58,5 -0,6 59,2 51,7

4 43,5 58,6 -1,0 57,9 50,1

5 43,7 59,3 -0,9 59,3 50,6

6,3 41,8 52,6 -2,9 52,0 46,4

8 43,1 54,0 0,2 51,2 51,4

10 43,4 57,5 6,2 53,5 53,5

12,5 41,8 50,9 10,2 50,0 52,8

16 43,9 50,1 25,6 52,3 50,5

20 49,5 48,1 18,0 50,1 45,1

25 54,8 54,3 13,5 63,1 53,7

31,5 61,7 61,2 18,3 63,2 67,6

40 62,8 75,8 22,6 67,3 77,6

50 62,1 81,8 17,1 64,4 68,6

63 63,2 82,6 23,2 78,1 78,7

80 62,6 84,0 29,5 70,9 71,0

100 60,0 75,5 24,6 65,5 64,6

125 58,9 70,4 23,3 67,8 68,1

160 55,5 61,2 17,3 58,6 64,2

200 52,7 60,0 12,2 53,4 54,2

250 52,7 58,4 6,1 48,0 58,4

315 52,4 53,9 3,8 45,3 50,7

400 50,7 52,8 -2,2 40,0 44,7

500 50,2 53,9 -7,3 39,7 42,1

630 48,0 49,7 -9,8 34,6 35,1

800 47,3 59,2 -14,8 32,5 35,0

1000 48,6 48,7 -12,0 26,6 36,0

1250 44,9 45,5 -21,3 20,1 35,8

1600 45,4 38,0 -27,4 16,1 24,7

2000 41,8 36,3 -34,9 13,9 25,2

2500 39,7 26,2 -37,3 13,3 22,4

3150 35,2 17,5 -42,1 11,9 14,9

4000 31,0 13,5 -44,8 9,6 10,0

5000 31,2 12,9 -44,6 9,1 5,3

Total 71,2 88,6 34,0 82,1 82,9 Tabla 11. Niveles de vibración superficial Lv

para cada superficie de la sala receptora.

La Tabla 11 nos muestra los resultados

obtenidos para los niveles de vibración

superficial Lv. Podemos destacar que la

mayor cantidad de energía transmitida

mediante flancos se da a través de la

superficie S2, ubicada en uno de los

laterales, con lo cual la conexión mecánica

entre el recinto emisor y esta superficie

constituye la conexión mecánica crítica, y

sería la superficie a atacar en caso de

querer mejorar el aislamiento por

transmisiones indirectas. Otras superficies

donde la transmisión de energía es mayor

son la superficie S4 y S5, es decir, la

superficie del piso y del otro lateral,

opuesto a S2. El hecho de que el piso del

recinto receptor constituya otro posible

flanco de transmisión radica en el hecho de

que la señal de prueba fue emitida

mediante un subwoofer situado sobre el

piso de la sala emisora; se supone entonces

que el nivel de las vibraciones se transmite

desde esta superficie hacia el recinto

receptor, y explicaría además por qué la

transmisión de energía no es tan elevada

sobre la superficie en común de ambos

recintos. Otro elemento que justifica esto,

proviene de un análisis en frecuencia de las

vibraciones: si observamos la Tabla 11 con

detenimiento, podremos notar que el

mayor nivel de velocidad superficial para

todas las superficies se encuentra entre las

bandas de 40 Hz y 100 Hz, donde el

subwoofer generalmente actúa. Por el

contrario, la vibración en alta frecuencia es

mayormente predominante en la superficie

compartida S1, debido a la incidencia

directa de la fuente sobre este paramento.


20

Sobre la superficie trasera S3, como es de

esperar, no se producen grandes

variaciones de velocidad, con lo cual su

influencia sobre la sala receptora es

mínima.

4.6 FACTOR TOTAL DE PÉRDIDA

Se estimó el factor total de pérdida,

según lo establecido en la norma ISO 140-

3 [10]. Para ello se debe modelar el recinto

como un sistema físico que intercambia

energía con otros sistemas a través de un

acoplamiento débil. Se define entonces a la

energía vibracional E dentro de un ancho

de banda determinado (f+∆f) bajo

condiciones estacionarias. A través de

fuerzas externas al sistema, se inyecta una

variación de energía ∆E dentro del mismo

ancho de banda y durante un período

correspondiente al de la frecuencia f, de

forma tal que E se mantenga constante. El

factor total de pérdidas se puede definir

entonces como:

(17)

Este sistema como mencionamos,

puede tratarse tanto de una pared, como de

un grupo de paramentos acoplados de

aproximadamente la misma densidad

superficial. Los otros sistemas con los que

se intercambia energía pueden ser un

volumen de aire, u otra pared o partición

de diferente masa acoplada al sistema a

través de conexiones resistentes. El factor

total de pérdidas incluye las pérdidas

internas, de borde y por radiación.

La relación entre el factor total de

pérdidas y el tiempo de reverberación del

sistema (cuando es excitado por una fuerza

impulsiva) está dado por:

(18)

El tiempo de reverberación se debe

estimar midiendo la velocidad o

aceleración en diferentes puntos del

sistema. Se sugiere que el tiempo de

reverberación sea calculado a través de una

respuesta al impulso, entre 5 dB y 20 dB

por debajo del máximo nivel. Para

construcciones de paredes típicas se

recomienda el promediado de por lo menos

12 (doce) respuestas al impulso:

típicamente utilizando dos puntos de

medición, tres de excitación y dos

repeticiones en cada uno. La excitación

deberá ser lograda a través del impacto de

un martillo cubierto por algún tipo de

almohadilla de goma. La masa del martillo

deberá ser aproximadamente la

correspondiente a 100 cm2 de la pared

excitada.

Figura 23. Puntos de excitación en la sala

emisora (marcados con cinta adhesiva).

Para llevar a cabo esta medición se

tomaron tres posiciones de excitación en la

sala emisora, localizados sobre la pared

divisoria, y se midió en dos posiciones del

otro lado de la pared, en la sala receptora.

Se grabaron las respuestas al impulso

utilizando acelerómetros y excitando la

pared con un martillo recubierto con un

globo para amortiguar el golpe y no dañar

en exceso la pared (Fig. 24).

Figura 24. Detalle del martillo utilizado para

excitar la sala.


21

Se promediaron 5 repeticiones en cada

punto de medición, obteniendo un total de

treinta respuestas al impulso. Se calcularon

los valores de T20 para cada uno utilizando

el software Aurora 4.3 y se obtuvo un

promedio total de 0.29 s de tiempo de

reverberación. Se calculó entonces el

factor total de pérdidas según la Ecuación

18. Los resultados se pueden observar en la

Tabla 12 por bandas de tercio de octava.

Hz

50 0,154

63 0,122

80 0,096

100 0,077

125 0,062

160 0,048

200 0,039

250 0,031

315 0,024

400 0,019

500 0,015

630 0,012

800 0,010

1000 0,008

1250 0,006

1600 0,005

2000 0,004

2500 0,003

3150 0,002

4000 0,002

5000 0,002 Tabla 12. Resultados obtenidos del factor

total de pérdidas.

Como vemos, en alta frecuencia el

valor de se aproxima a cero, lo cual

indica que la variación de energía del

sistema es mínima según la Ecuación 17;

esto se condice con la realidad, ya que la

energía en alta frecuencia transmitida por

el impulso es mínima. Caso contrario es lo

que sucede en baja frecuencia, donde el

factor de pérdida aumenta, y el sistema

pierde su energía, la cual es transferida al

sistema del otro lado de la pared.

5. CONCLUSION

En resumen, durante el presente trabajo

pudimos llevar a cabo mediciones de

distinto tipo sobre la aislación de un

sistema de recintos acoplados mediante

una pared divisoria, además de lograr

comparar entre los diversos métodos

utilizados tanto por la norma ISO 140-4

como por la novedosa norma ISO 16283-1,

próxima a reemplazar a la primera. Se

obtuvieron valores coherentes que

sostienen la teoría vigente de aislación

tanto aérea como vibratoria, se detalló la

metodología aplicada así como se

propusieron algunas soluciones

constructivas a los problemas de aislación

en un caso práctico real.

6. REFERENCIAS

[1] 140-4. Acoustics - Measurement of

sound insulation in buildings and of

building elements - Part 4: Field

measurements of airborne sound insulation

between rooms.

[2] Hopkins, C. (2011). On the efficacy of

spatial sampling using manual scanning

paths to determine the spatial average

sound pressure level in rooms. The Journal

of the Acoustical Society of America,

129(5), 3027-3034.

[3] ISO 16283-1. Acoustics - Field

measurement of sound insulation in

buildings and of building elements - Part

1: Airborne sound insulation.

[4] ISO 3382-2. Acoustics - Measurement

of room acoustic parameters - Part 2:

Reverberation time in ordinary room.

[5] ISO 354. Acoustics - Measurement of

sound absorption in a reverberation room.

[6] ISO 12999-1. Acoustics -

Determination and application of

measurement uncertainties in building

acoustics -- Part 1: Sound insulation.


22

[7] ISO 140-2. Acoustics - Measurement of

sound insulation in buildings and of

building elements - Part 2: Determination,

verification and application of precision

data.

[8] ISO 717-1. Acoustics - Rating of sound

insulation in buildings and of building

elements - Part 1: Airborne sound

insulation.

[9] ASTM E413-87. Classification for

Rating Sound Insulation.

[10] ISO 140-3. Acoustics - Measurement

of sound insulation in buildings and of

building elements - Part 3: Laboratory

measurements of airborne sound insulation

of building elements.


23

ANEXO

Hoja de datos para la diferencia de niveles normalizada Dn

Cliente:

94,5 m3

67,56 m3

f Dn

(Hz) (dB)

50 30,1

63 30,3

80 31,7

100 30,9

125 34,8

160 36,0

200 34,3

250 33,6

315 35,2

400 36,7

500 36,8

630 39,1

800 40,5

1000 42,7

1250 43,9

1600 44,4

2000 45,2

2500 46,0

3150 45,1

4000 45,6

5000 46,6

Dn,w(C,Ctr) = 42(-1,-3) C50-3150 = -1 C50-5000 = 0 C100-5000 = 0

Ctr,50-3150 = -3 Ctr,50-5000 = -3 Ctr,100-5000 = -3

Nº de Informe:

Fecha: Firma:

Volumen del recinto receptor:

Diferencia de niveles normalizada de acuerdo a la Norma ISO 16283-1

Medidas in situ del aislamiento a ruido aéreo entre recintos

Fecha del Ensayo:

Descripción e identificación del elemento de construcción y disposición del ensayo, dirección de la medida:

Volumen del recinto emisor:

Valoración según la norma ISO 717-1:

Evaluación basada en base de medidas

in situ obtenidas mediante un método

de ingeniería

Nombre del Instituto de ensayo:

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,05

0

63

80

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

dB

Hz

Dn Curva de Referencia (ISO 717-1)


24

Hoja de datos para la diferencia de niveles estandarizada DnT

Hoja de datos para el índice de reducción sonora aparente R‟

Cliente:

94,5 m3

67,56 m3

f DnT

(Hz) (dB)

50 33,6

63 33,8

80 35,2

100 34,4

125 38,2

160 39,5

200 37,8

250 37,1

315 38,7

400 40,2

500 40,3

630 42,6

800 44,0

1000 46,2

1250 47,4

1600 47,9

2000 48,7

2500 49,5

3150 48,6

4000 49,1

5000 50,1

DnT,w(C,Ctr) = 45(0,-2) C50-3150 = 0 C50-5000 = 0 C100-5000 = 0

Ctr,50-3150 = -3 Ctr,50-5000 = -3 Ctr,100-5000 = -2

Nº de Informe:

Fecha: Firma:


Diferencia de niveles normalizada de acuerdo a la Norma ISO 16283-1


Fecha del Ensayo:






de ingeniería


0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

50

63

80

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

dB

Hz

DnT Curva de Referencia (ISO 717-1)


25

Hoja de datos para el índice STC (Sound Transmission Class)

Cliente:

94,5 m3

67,56 m3

f R'

(Hz) (dB)

50 32,9

63 33,0

80 34,5

100 33,7

125 37,5

160 38,8

200 37,1

250 36,3

315 37,9

400 39,5

500 39,6

630 41,8

800 43,3

1000 45,4

1250 46,7

1600 47,1

2000 48,0

2500 48,7

3150 47,9

4000 48,4

5000 49,4

R',w(C,Ctr) = 45(-1,-3) dB C50-3150 = -1 C50-5000 = 0 C100-5000 = 0

Ctr,50-3150 = -3 Ctr,50-5000 = -3 Ctr,100-5000 = -3

Nº de Informe:

Fecha: Firma:

Índice de reducción acústica de acuerdo a la Norma ISO 16283-1





Fecha del Ensayo:





de ingeniería

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

50

63

80

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

dB

Hz

R' Curva de Referencia (ISO 717-1)


26

Cliente:

94,5 m3

67,56 m3

f R'

(Hz) (dB)

50 32,9

63 33,0

80 34,5

100 33,7

125 37,5

160 38,8

200 37,1

250 36,3

315 37,9

400 39,5

500 39,6

630 41,8

800 43,3

1000 45,4

1250 46,7

1600 47,1

2000 48,0

2500 48,7

3150 47,9

4000 48,4

5000 49,4

STC = 44 C50-3150 = - C50-5000 = - C100-5000 = -

Ctr,50-3150 = - Ctr,50-5000 = - Ctr,100-5000 = -

Nº de Informe:

Fecha: Firma:


Índice de reducción acústica de acuerdo a la Norma ISO 16283-1


Fecha del Ensayo:






de ingeniería


0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

50

63

80

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

dB

Hz

R' Curva de Referencia (ASTM E413)

mediciones de aislaciòn in situ damis cacavelos

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