La acústica aplicada en arquitectura, se define como la creación de las condiciones necesarias para escuchar cómodamente y de los medios de control de los ruidos.
La acústica es arte y ciencia, ya que el concepto de lo que es la “comodidad” y lo que representa el “ruido” dependerán de la forma y función del recinto que se esté proyectando.
Un sonido que para un observador no es demasiado fuerte, para otra puede ser molesto. De igual manera lo que es confortable en una fábrica, puede ser indeseable en otra aplicación, como un escuela. La música que disfruta un aficionado puede considerarse ruido para el vecino que está tratando de dormir.
El ruido es un sonido indeseable. “Ruido” viene del latín “rugitus” rugido. La molestia producida por un ruido dependerá de tres cualidades: intensidad, tono y timbre, y de la naturaleza de las personas. El ruido experimentado por personas que no lo producen se denomina «ruido ajeno». De la misma forma que el humo de un cigarrillo ajeno, el ruido ajeno puede tener un impacto negativo sobre las personas sin su consentimiento. El ruido es sonido no deseado, y en la actualidad se encuentra entre los contaminantes más invasivos.
En muchas ocasiones, en nuestra labor de ingenieros, no le damos a la acústica la importancia que merece. Con toda seguridad una cuestión que preocupa a cualquier técnico ante el proyecto de una instalación en la que intervienen ventiladores, es justo el ruido que hace el aparato, podemos sacar fruto de muchos espacios tomando en cuenta, planificando, y adecuando el espacio a la acústica, razón por la que debemos entenderla y dominarla conociendo los efectos que se pueden alcanzar por medio de la acústica. Es de vital importancia la normativa que rige esta magnitud en nuestro país.
Dicho lo anterior podemos considerar que dado que el ruido existe siempre a nuestro alrededor, quizá lo más importante será determinar, el aumento de molestia que se produce sobre el ruido existente al poner en marcha un ventilador, y no el determinar el ruido de un aparato en sí.
Empezaremos por dar una definición al sonido: es la vibración de un medio elástico, bien sea gaseoso, líquido o sólido.
Existen 4 condiciones esenciales para el sonido:
- Primera condición: el sonido debe tener un medio elástico donde pueda viajar. El sonido no puede viajar en el vacío, el medio elástico como ya se dijo puede ser gaseoso, liquido, o sólido.
- Segunda condición: el sonido se origina como resultado de un disturbio de un estado en calma localizado en el espacio.
- Tercera condición: este disturbio viaja por el medio a una velocidad que es característica del medio desde un punto en el espacio para otro en un finito periodo de tiempo. Finalmente este disturbio impacta el tímpano causando que vibre y lo transmita al oído interno donde es percibido como sonido.
Cada ventilador conlleva asociado un cierto ruido, nivel de presión sonora NPS, que se mide en decibelios (dB). El decibelio es un número en una escala logarítmica en la que está relacionada la presión sonora a medir con otra de referencia. Se usa de esta treta para poder manejar unidades cómodas de cálculo.
Para determinar el nivel de dB se realizan ensayos en laboratorios especializados (acreditados por organismos Internacionales ENAC, AMCA, etc.), bajo unas condiciones y según normas internacionales. Como es lógico la presión sonora sobre el oído estará relacionada con la distancia a la fuente de ruido, lo que podríamos llamar “Volumen” por lo que siempre tendrá que hacerse referencia a este dato.
Para que los valores sean representativos de la sensibilidad del oído humano, el funcionamiento de los aparatos utilizados en los ensayos debería ser parecido al que tiene en realidad el órgano auditivo humano; esto resulta extremadamente difícil y aún no se ha conseguido.
Para resolver esta dificultad se utilizan en el ensayo diferentes equipos, con sensibilidades variables según la frecuencia.
Según el montaje que se utilice en la determinación del nivel de presión sonora, hablaremos de dB A, dB B o dB C. Para un ventilador en funcionamiento, el número de dB A es menor que el número de dB B, y éste último es menor que el número de dB C.
Cuando se genera un sonido en el interior de un local las superficies que lo componen, ocasiona una serie de diferentes efectos dependiendo de las características de dichas superficies. Esto ocurre porque las ondas sonoras inciden en las diferentes superficies y estas las reflejan de diferente forma según su coeficiente de reflexión acústica.
Como es lógico, primero siempre se percibe el sonido directo, esto es, el sonido que nos llega a nuestro oído sin que aún se halla reflejado en ninguna superficie. Una vez recibido el sonido directo, llegará a nuestros oídos, con un retraso de tiempo con respecto al sonido directo, el sonido reflejado por las superficies del local.
Tanto el retraso como el nivel sonoro del sonido reflejado dependen de las características físicas del local y sus superficies.
Aplicaremos estos conceptos en la determinación del nivel sonoro en dos escenarios, el primero de ellos sin considerar la reflexión y el segundo en un recinto cerrado.
Primer caso: ventilador que irradia en un espacio libre de obstáculos.
Sea la siguiente instalación y supongamos que queremos conocer Lp en el punto “A” afectado por el ruido del ventilador V del cual tenemos su potencia sonora a la descarga Lw.
La siguiente expresión es la base del cálculo:
Lp = Lw – 20 Log r + 10 Log Q – 11
Lp = nivel de presión sonora.
Lw = Nivel de potencia sonora
(Dato proporcionado por el fabricante)
Q = Factor de Directividad
(Si la onda se refleja sobre una parte del volumen que le rodea, se habla de directividad)
Sustituyendo y despejando LP
Lp = Lw -20 Log r + 10 Log Q -11
Q = 2 (Centro Pared)
r = 3m
LP = Lw – 20Log(3)+10Log (2) -11
Δ = -20 Log 3 + 10 Log 2 -11 = -9.5+ 3 -11 = -17.5
Lp (A) Total = 10 Log ∑ 10 Lp(A) /10 = 58.9 dB(A)
Segundo caso: ventilador que afecta a un recinto cerrado.
En este caso, sobre el punto “A” estudiado llegan las ondas sonoras directas, como en el caso anterior, pero además las reflejadas por las paredes: sonido reverberante.
Dividiremos el cálculo en dos partes:
Ruido directo siguiendo exactamente los pasos del apartado anterior y ruido reverberante utilizando la expresión siguiente:
Lp reverberante = Lw -10 Log Rc + 6
Rc es la constante de la habitación que depende de la superficie de las paredes
S (m2) y del coeficiente á medio de absorción de las mismas.
Lp (A) Total = 10 Log ∑ 10 Lp(A) /10 = 69 dB(A)
