Curso de
Prevención y Control de la Contaminación Acústica
 
Guía de Aislamiento Acústico
 
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO 2
CAPÍTULO 3
BIBLIOGRAFÍA
 
Capítulo 1
 
 

 

CAPÍTULO 1

ASPECTOS BÁSICOS DEL SONIDO Y EL RUIDO

 

     2. LAS SEÑALES ACÚSTICAS Y SU CARACTERIZACIÓN.

    Antes de entrar en detalle sobre la problemática del ruido y del aislamiento acústico, a continuación se describen algunos conceptos básicos sobre el sonido y aquellas magnitudes acústicas de uso común en el marco de la acústica ambiental.


     2.1. ¿QUÉ ES EL SONIDO?

    El sonido es una perturbación que se propaga a través de un fluido. Esta perturbación puede ser debida a cambios locales de presión p, velocidad vibratoria v, o densidad r. Esta onda vibratoria puede ser percibida por el ser humano en frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los 20 KHz. Las componentes frecuenciales que quedan por debajo del límite inferior reciben el nombre de Infrasonidos y aquellas que superan el umbral superior se denominan Ultrasonidos.


     2.2. UNIDADES.

    El sonido suele ser descrito como una perturbación de presión, ya que es a esta magnitud a la que responde el oído humano. La unidad más usual es por tanto el Pa = N/m2 (Es decir, Pascal = Newton por metro cuadrado).

    El gran margen dinámico que puede percibir el ser humano, obliga a utilizar una escala logarítmica para referirse a la amplitud de la presión sonora, en un intento de construir una escala manejable. Se define el Nivel de Presión Sonora como:


    La referencia del nivel de presión sonora, Pref = 2x10-5 Pa se toma a partir del umbral de audición humano a 1000 Hz.

    La presión sonora es una función escalar, que depende del punto donde se observe. Para un entorno determinado, el nivel de presión sonora depende de la distancia a la fuente sonora, de la potencia acústica radiada por dicha fuente y de las características acústicas del entorno. La presión sonora por si sola no proporciona información suficiente sobre la emisión acústica. El conocimiento de la potencia acústica radiada por una fuente sonora, permite predecir el nivel de presión sonora en cualquier punto del entorno acústico. El Nivel de Potencia Sonora en dB se calcula como:


donde: Wref = 10-12 wat.

Figura 1:  NIVELES DE PRESIÓN SONORA TÍPICOS PARA DIFERENTES FUENTES SONORAS

    La Figura 1 muestra los valores típicos del nivel de presión sonora para algunos casos habituales. Se considera que para mantener el sueño sin molestias por ruido, el nivel debe ser inferior a los 35-40 dB. Cuando dos personas mantienen una conversación normal, a una distancia aproximada de 1 metro de distancia, el nivel de presión sonora medio emitido puede rondar los 60 dB, con picos en torno a los 67-70 dB. Para el caso de una persona elevando la voz, un sonómetro puede medir valores que superan los 80 dB en media. El ruido de tráfico en una calle de gran circulación puede superar este valor, mientras que en aeropuertos pueden medirse valores de hasta 120 dB en cabecera de pista.

    La Intensidad Acústica de una onda sonora se define como el flujo medio de energía a través de una superficie unidad perpendicularmente a la dirección de propagación. Su unidad fundamental es el vatio/m2. El Nivel de Intensidad Sonora se calcula como:


donde: Iref = 10-12 wat/m2.

     2.2.1. RELACIÓN ENTRE PRESIÓN, POTENCIA E INTENSIDAD.

    El módulo de la intensidad sonora y la presión acústica se relacionan sólo en campo libre, es decir, en ausencia total de reflexiones. En estas condiciones, en un punto particular y en la dirección de propagación de la onda, se cumple:


donde p es la densidad del aire y c la velocidad de propagación del sonido. El producto p·c recibe el nombre de Impedancia Característica del Medio y su valor, para una temperatura T = 20ºC y presión atmosférica Ps = 0.751 mm de Hg es de z = p·c = 406 rayls (unidad MKS para impedancia acústica). Para una onda esférica progresiva, la relación entre potencia e intensidad es:


    Y finalmente podríamos expresar:


lo que relaciona la presión sonora en campo libre y la potencia acústica radiada, W.


     2.3. EL RUIDO, TIPOS DE RUIDO.

    Podemos definir Ruido como todo sonido indeseado que interfiere con la señal que se desea percibir. En este apartado se aborda una clasificación genérica del ruido en dos dominios: Tiempo y Frecuencia.

    • Caracterización en frecuencia:

    a) Ruido Blanco. Se trata de un tipo de ruido con espectro plano. Tiene la misma energía en todas las frecuencias. Se utiliza en acústica como señal de referencia para medir determinadas características de sistemas acústicos utilizando analizadores de espectro FFT. Estos analizadores no utilizan descomposición espectral mediante bancos de filtros de octava o tercio de octava, sino que calculan el espectro de la señal que de desea estudiar realizando la DFT.

    b) Ruido Rosa. El nivel de energía de este tipo de ruido decae a razón de 3 dB/octava. A la salida de un banco de filtros de octava este ruido presenta un nivel de energía uniforme. Se utiliza como señal de referencia para la realización de todas las medidas acústicas en las que se debe realizar una descomposición de la señal en bandas de octava o fracción de octava: medidas de aislamiento acústico, potencia sonora, absorción acústica, realización de ecualización de salas, etc.

    c) Ruido Tonal. Ruido cuyo espectro presenta una marcada componente tonal. Presenta habitualmente armónicos de la frecuencia fundamental. Multitud de ruidos cotidianos presentan esta característica: ventiladores, compresores, etc. Dependiendo de la frecuencia fundamental del tono, este tipo de ruido puede llegar a ser muy molesto.

    • Caracterización temporal:

    a) Ruido Estacionario. En este tipo de ruido el nivel de presión sonora permanece constante en el tiempo.

    b) Ruido Fluctuante. Ruido cuyo nivel de presión sonora varía. Las fluctuaciones pueden ser periódicas o no periódicas.

    c) Ruido Intermitente. Ruido que aparece solamente en determinados instantes.

    d) Ruido Impulsivo. Ruido que presenta impulsos cortos de nivel muy superior al ruido de fondo. Los impulsos pueden presentarse aislados o ser repetitivos.

    En la Ley de Protección Acústica de la Comunidad Gallega se realiza una extensa clasificación de tipos de ruido con mayor o menor precisión en su definición. No contempla en la clasificación ruidos de característica impulsiva.