Anexo 1

Conceptos fundamentales, definiciones, notaciones y unidades

    A los efectos de esta Norma, se establecen las siguientes definiciones de los conceptos fundamentales que en ella aparecen, ordenados de modo que se facilite su comprensión .

    1.1 Onda acústica aérea

    Es una vibración del aire caracterizada por una sucesión periódica en el tiempo y en el espacio de expansiones y compresiones.

    1.2 Presión acústica

    Símbolo: P

    Unidad: pascal Pa (1 Pa = 1 N/m2)

    Es la diferencia entre la presión total instantánea en un punto determinado, en presencia de una onda acústica, y la presión estática en el mismo punto.

    1.3 Frecuencia

    Símbolo: f

    Unidad: herzio Hz

    Es el número de pulsaciones de una onda acústica senoidal ocurridas en un tiempo de un segundo. Es equivalente al inverso del período.

    1.4 Frecuencias preferentes

    Son las indicadas en la Norma UNE 74.002-78, entre 100 Hz y 5.000 Hz. Para bandas de octava son: 125, 250, 500, 1.000, 2.000 y 4.000 Hz. Para tercios de octava son: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1.000, 1.250, 1.600, 2.000, 2.500, 3.150, 4.000 y 5.000 Hz.

    1.5 Frecuencia fundamental

    Es la frecuencia de la onda senoidal, componente de una onda acústica compleja, cuya presión acústica, frente a las restantes ondas componentes, es máxima.

    1.6 Sonido

    Es la sensación auditiva producida por una onda acústica. Cualquier sonido complejo puede considerarse como resultado de la adición de varios sonidos producidos por ondas senoidales simultáneas.

    1.7 Armónico

    Recibe el nombre de sonido armónico, de otro dado, el que tiene una frecuencia múltiplo de la frecuencia de éste. Todo sonido complejo puede considerarse como adición de un sonido fundamental, caracterizado por la frecuencia fundamental, y diversos sonidos armónicos.

    1.8 Octava

    Es el intervalo de frecuencias comprendido entre una frecuencia determinada y otra igual al doble de la anterior.

    1.9 Ruido

    Es una mezcla compleja de sonidos con frecuencias fundamentales diferentes. En un sentido amplio, puede considerarse ruido cualquier sonido que interfiere en alguna actividad humana.

    1.10 Espectro de frecuencias

    Es una representación de la distribución de energía de un ruido en función de sus frecuencias componentes.

    1.11 Ruidos blanco y rosa

    Son ruidos utilizados para efectuar las medidas normalizadas. Se denomina ruido blanco al que contiene todas las frecuencias con la misma intensidad. Su espectro en tercios de octava es una recta de pendiente 3 dB/octava. Si el espectro, en tercios de octava, es un valor constante, se denomina ruido rosa.

    1.12 Potencia acústica

    Símbolo: W

    Unidad: vatio W

    Es la energía emitida en la unidad de tiempo por una fuente determinada.

    1.13 Intensidad acústica

    Símbolo: I

    Unidad: vatio por metro cuadrado W/m2

    Es la energía que atraviesa, en la unidad de tiempo, la unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación de las ondas.

    1.14 Nivel de presión acústica

    Símbolo: Lp

    Unidad: decibelio dB

    Se define mediante la expresión siguiente:

    donde:

    P es la presión acústica considerada, en Pa .

    P0 es la presión acústica de referencia que se establece en 2.10-5 Pa.

    1.15 Nivel de intensidad acústica

    Símbolo: Li

    Unidad: decibelio dB

    Se define mediante la expresión siguiente:

    donde:

    I es la intensidad acústica considerada, en W/m2,

    I0 es la intensidad acústica de referencia, que se establece en 10-12 W/m2.

    1.16 Nivel de potencia acústica

    Símbolo: Lw

    Unidad: decibelio dB

    Se define mediante la expresión siguiente:

    donde:

    W es la potencia acústica considerada, en W.

    W0 es la potencia acústica de referencia, que se establece en 10-12 W.

    1.17 Composición de niveles

    Cuando los distintos niveles Li a componer proceden de fuentes no coherentes, caso habitual en los ruidos complejos, el nivel resultante viene dado por la siguiente expresión:

    donde:

    Li es el nivel de intensidad o presión acústica del componente i en dB.

    1.18 Tono

    Es una caracterización subjetiva del sonido o ruido que determina su posición en la escala musical. Esta caracterización depende de la frecuencia del sonido, así como de su intensidad y forma de onda.

    1.19 Timbre

    Es una caracterización subjetiva del sonido que permite distinguir varios sonidos del mismo tono producidos por fuentes distintas. Depende de la intensidad de los distintos armónicos que componen el sonido.

    1.20 Sonoridad

    Es una caracterización subjetiva del sonido que representa la sensación sonora producida por el mismo a un oyente. Depende fundamentalmente de la intensidad y frecuencia del sonido.

    1.21 Nivel de sonoridad

    Se dice que el nivel de sonoridad de un sonido o de un ruido es de n fonios cuando, a juicio de un oyente normal, la sonoridad, en escucha biaural, producida por el sonido o ruido es equivalente a la de un sonido puro de 1.000 Hz continuo, que incide frente al oyente en forma de onda plana libre, progresiva y cuyo nivel de presión acústica es n dB superior a la presión de referencia P0.

    A continuación se representan las curvas de igual sonoridad para tonos puros que constituyen la base para la elaboración de las curvas de ponderación.

    1.22 Escala ponderada A de niveles, decibelio A

    Escala de medida de niveles que se establece mediante el empleo de la curva de ponderación A representada, tomada de la Norma UNE 21-314-75, para compensar las diferencias de sensibilidad que el oído humano tiene para las distintas frecuencias dentro del campo auditivo.

    Se utiliza como unidad el decibelio A, dBA.

    En el margen de frecuencias de aplicación de esta Norma, la curva de ponderación A viene definida por los siguientes valores:

     

Frecuencia en Hz

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

Ponderación en dBA

-19,1

-16,1

-13,4

-10,9

-8,6

-6,6

-4,8

-3,2

-1,0

-0,8

 

Frecuencia en Hz

1.000

1.250

1.600

2.000

2.500

3.150

4.000

5.000

Ponderación en dBA

0

0,6

1,0

1,2

1,3

1,2

1,0

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.23 Coeficiente de absorción

    Símbolo:

    Es la relación entre la energía acústica absorbida por un material y la energía acústica incidente sobre dicho material, por unidad de superficie.

    1.24 Absorción acústica

    Símbolo: A

    Unidad: metro cuadrado, m2

    Es la magnitud que cuantifica la energía extraída del campo acústico cuando la onda sonora atraviesa un medio determinado o en el choque de la misma con las superficies límites del recinto.

    Puede calcularse mediante las siguientes expresiones:

    donde:

    Af es la absorción para la frecuencia f en m2.

    A es la absorción media en m2.

    es el coeficiente de absorción del material para la frecuencia f.

    es el coeficiente medio de absorción del material.

    S es la superficie del material, en m2.

    1.25 Reverberación

    Es el fenómeno de persistencia del sonido en un punto determinado del interior de un recinto, debido a reflexiones sucesivas en los cerramientos del mismo.

    1.26 Tiempo de reverberación

    Símbolo: T

    Unidad: segundo s

    Es el tiempo en el que la presión acústica se reduce a la milésima parte de su valor inicial (tiempo que tarda en reducirse el nivel de presión en 60 dB) una vez cesada la emisión de la fuente sonora. En general es función de la frecuencia.

    Puede calcularse con cierta aproximación, mediante la siguiente expresión:

    donde:

    V es el volumen del local, en m3.

    A es la absorción del local, en m2.

    1.27 Resonadores

    Son dispositivos absorbentes de acción preferente en bandas estrechas de frecuencias alrededor de una frecuencia de resonancia fr, para la cual la absorción es máxima .

    1.28 Materiales porosos

    Materiales absorbentes de estructura alveolar, granular, fibrosa, etc., que actúan por degradación de la energía mecánica en calor, debida al rozamiento del aire con las superficies del material.

    Su coeficiente de absorción crece con la frecuencia.

    A continuación se representa una curva típica de absorción de los materia les porosos y un esquema simplificado de su efecto.

    1.29 Aislamiento acústico específico de un elemento constructivo

    Símbolo: a

    Unidad: decibelio, dB

    En general es función de la frecuencia.

    Se define mediante la siguiente expresión:

    donde:

    Ii es la intensidad acústica incidente.

    IT es la intensidad acústica transmitida.

    Lli es el nivel de intensidad acústica incidente.

    LIT es el nivel de intensidad acústica transmitida.

    1.30 Aislamiento acústico bruto de un local respecto a otro

    Símbolo: D

    Unidad: decibelio dB

    Es equivalente al aislamiento acústico específico del elemento separador de los dos locales .

    Se define mediante la siguiente expresión:

    donde:

    LI1 es el nivel de intensidad acústica en el local emisor.

    Ll2 es el nivel de intensidad acústica en el local receptor.

    1.31 Aislamiento acústico normalizado a ruido aéreo

    Símbolo: R

    Unidad: decibelio dB

    Aislamiento de un elemento constructivo medido en laboratorio en condiciones señaladas en la Norma UNE 74-040-84 (3). Se define mediante la siguiente expresión:

,

    donde:

    S es la superficie del elemento separador, en m2.

    A es la absorción del recinto receptor, en m2.

    1.32 Aislamiento acústico en dBA.

    Es la expresión global, en dBA, del aislamiento acústico normalizado R.

    1.33 Aislamiento de un elemento constructivo simple

    El aislamiento específico de un elemento constructivo es función de sus propiedades mecánicas, y puede calcularse aproximádamente por la ley de masa, que establece que la reducción de intensidad acústica a través de un determinado elemento es función del cuadrado del producto de la masa unitaria m por la frecuencia considerada f.

    ecuación que expresada en decibelios se transforma en:

    De donde se deduce que para una frecuencia fija, el aislamiento aumenta en 6 dB cuando se duplica la masa. Análogamente, para una masa dada, el aislamiento crece 6 dB al duplicar la frecuencia.

    A continuación se representa gráficamente la ley de masa.

    1.34 Frecuencia de coincidencia

    Lo expuesto en el epígrafe anterior se obtiene a partir de un modelo físico simplificado, formado por masas independientes, mientras que en la realidad la naturaleza elástica de los elementos entraña la correspondiente ligazón entre las masas. En una zona de frecuencias determinada en torno a la que se denomina frecuencia de coincidencia fc, la energía acústica incidente se transmite a través de los paramentos en forma de ondas de flexión, que se acoplan con las ondas del campo acústico produciéndose una notable disminución del aislamiento.

    La frecuencia de coincidencia fc se define mediante la siguiente expresión:

    donde:

d es el espesor del paramento, en m

  es la densidad del material del paramento en kg/m3

  es el coeficiente elástico de Poisson del material

E es el módulo de elasticidad de Young del material, en N/m2

    A continuación se representa esquemáticamente el efecto de coincidencia.

    1.35 Aislamiento de elementos constructivos múltiples

    La dependencia entre el aislamiento y la masa y la necesidad de obtener valores de aislamiento cada vez más exigentes, hacen preciso utilizar sistemas y medios apropiados, que garanticen el aislamiento exigido sin que la masa crezca desproporcionadamente al aislamiento. La solución más usual es la de fraccionar el elemento en dos o más hojas separadas entre sí, aunque prácticamente no se puede conseguir totalmente la separación, por lo que la vibración de una de las hojas se transmite a las otras en mayor o menor grado.

    El comportamiento de los elementos múltiples depende de diversos factores que se estudian a continuación.

    1.35.1 Influencia de la ligazón elástica entre las hojas componentes

    Suponiendo un elemento formado por dos hojas rígidas e indeformables, unidas entre sí únicamente por el aire de la cámara que forman, o por un dispositivo elástico, el elemento se comporta como un conjunto de dos masas m1 y m2, ligadas por un resorte de rigidez K de forma que el conjunto presenta una frecuencia de resonancia fr definida por la siguiente expresión:

    Expresión que para una lámina de aire de espesor d se convierte en:

    donde:

    d se expresa en m. m1 y m2 se expresan en kg/m2.

    Para esta frecuencia de resonancia, la transmisión del sonido a través del paramento puede ser incluso mayor que si las dos hojas estuvieran rígidamente unidas.

    Debido a esto se deben escoger hojas y separaciones que garanticen que la frecuencia de resonancia del conjunto esté por debajo del dominio de las frecuencias que se desean aislar.

    En un paramento constituido por dos hojas separadas entre sí únicamente por aire, se producen resonancias cada vez que la distancia entre hojas es igual a un múltiplo de la semilongitud de onda, casos en los que la transmisión es prácticamente total, y cuyos efectos pueden disminuirse con la colocación de un material absorbente en la cámara formada por ambas hojas.

    1.35.2 Influencia de la ligazón rígida entre las hojas componentes

    En el caso de elementos formados por dos hojas rígidamente unidas a un bastidor común, cabría considerar que el conjunto se comporta como una sóla hoja, mientras que la realidad es que el proceso se complica, transmitiéndose el sonido por el aire y por las ligazones.

    El caso de un elemento formado por una hoja relativamente pesada doblada con otra relativamente ligera, rígidamente unidas, proporciona una mejora de aislamiento, tanto mayor cuanto menor sea el número de ligazones, siendo en todo caso mejor la ligazón por puntos que la ligazón por líneas.

    1.35.3 Influencia de los elementos constructivos adyacentes. Transmisiones indirectas

    En el campo de la edificación, los elementos adyacentes al de separación no juegan sólo un papel pasivo como elementos absorbentes, sino que vibran ante el campo acústico aéreo del mismo modo que el elemento separador, al cual transmiten sus propias vibraciones teniendo lugar lo que se denomina transmisión indirecta. Es complejo determinar la cuantía de las citadas transmisiones indirectas, aunque a título indicativo pueden establecerse los valores que se exponen a continuación:

          a) En construcciones homogéneas, es decir, cuando el elemento separador y los adyacentes son de la misma masa, las transmisiones por vía indirecta reducen el aislamiento del elemento separador en unos 5 dB.

          b) En construcciones no homogéneas, cuando el elemento separador tiene una masa sensiblemente superior a la de los adyacentes, la reducción es netamente superior a 5 dB .

          c) En construcciones no homogéneas, cuando el elemento separador es ligero en comparación con los adyacentes, las transmisiones por vía indirecta son despreciables ante la magnitud de la transmisión directa.

    1.35.4 Influencia de la estructura

    Las vibraciones que ocasiona una onda acústica o una perturbación de origen mecánico en un elemento estructural no quedan confinadas en dicho elemento, sino que, una parte se disipa en calor, otra se transmite al otro lado del elemento y una tercera se transmite por las uniones a elementos estructurales adyacentes, en los que a su vez se repite el proceso indicado.

    La evaluación de estas transmisiones es compleja estando, sin embargo, resuelta en forma aceptable en el caso en el que todos los elementos horizontales y verticales sean análogos.

    En la figura se representa, de forma simplificada, la distribución de la energía en uniones constructivas más corrientes.

    1.36 Aislamiento global de elementos constructivos mixtos

    En el campo de la edificación es normal la presencia de elementos formados por elementos constructivos distintos, caracterizados por aislamientos específicos muy diferentes entre sí. El aislamiento acústico del elemento debe ser estudiado, en este caso, desde un punto de vista global, contemplando las áreas de los distintos elementos y sus aislamientos específicos.

    El aislamiento acústico global ag de un elemento mixto puede calcularse mediante la siguiente expresión:

    donde:

    Si es el área del elemento constructivo i, en m2.

    ai es el aislamiento específico del elemento constructivo de área Si, en dB.

    En el caso más sencillo de un cerramiento con ventana, de áreas Sc y Sv y de aislamientos ac y av correspondientes respectivamente a las partes ciegas y de ventana, aplicando la expresión anterior se obtiene:

    Esta expresión se representa gráficamente en el ábaco siguiente, en el que se comprueba que el aislamiento global de un elemento constructivo mixto es como máximo 10 dB mayor que el del elemento constructivo más débil desde el punto de vista acústico, por lo que en el caso de fachadas será preciso, para mejorar el aislamiento acústico, mejorar el aislamiento de las ventanas frente al de las partes ciegas.

    A título de ejemplo y para mostrar el uso del ábaco, para un cerramiento con ventana, con aislamiento de 20 dBA y un área del 25% del total, cuya parte ciega tiene un aislamiento de 40 dBA, se obtiene una diferencia ac - ag de 14 dBA, lo que representa un aislamiento global ag de 40 - 14 = 26 dBA.

    En cualquier caso, es de resaltar como problema específico de los paramentos, el problema que generan las holguras y las rendijas de las carpinterías, ya que pueden causar disminuciones de aislamiento del orden de 3 a 5 dB y cuyo único tratamiento son las bandas de estanqueidad y los resaltes. Igualmente importante es la disminución de aislamiento que se produce por causa de las rendijas que aparecen en cerramientos con persianas enrollables exteriores, que se cifra en 5 dB, y cuyo refuerzo debe hacerse minimizando estas rendijas, colocando bandas de estanqueidad, reforzando la estructura de la caja, y añadiendo un tratamiento absorbente en el interior.

    1.37 Nivel de ruido de impacto normalizado Ln

    Es el nivel de ruido producido por la máquina de impactos que se describe en la Norma UNE 74-040-84 (6), en el recinto subyacente.

    Se define mediante la siguiente expresión:

    donde:

    L es el nivel directamente medido en dB.

    A es la absorción del recinto en m2.

    1.38 Intensidad de percepción de vibraciones K

    Es un parámetro subjetivo obtenido como media experimental de gran número de ensayos. Corresponde a la percepción subjetiva de las vibraciones en el margen de 0,5 a 80 Hz.

    Se define mediante la siguiente expresión empírica:

    donde:

    aa es la amplitud de la aceleración en m/s2

    b es un coeficiente experimental de valor 12,5 s2/mm.

    f0 es 10 Hz.

    1.39 Cuadro de notaciones y unidades

     

Notación

Concepto

Unidad

P

Presión acústica

Pa

f

Frecuencia

Hz

W

Potencia acústica

W

I

Intensidad acústica

W/m2

Lp

Nivel de presión acústica

dB

LI

Nivel de intensidad acústica

dB

LW

Nivel de potencia acústica

dB

Coeficiente de absorción

---

A

Absorción

m2

T

Tiempo de reverberación

s

a

Aislamiento acústico específico de un elemento constructivo

dB

D

Aislamiento acústico bruto de un local respecto a otro

dB

R

Aislamiento acústico normalizado

dB

fc

Frecuencia de coincidencia

Hz

fr

Frecuencia de resonancia

Hz

ag

Aislamiento global de elementos mixtos

dB

Ln

Nivel de ruido de impacto normalizado

dB

K

Intensidad de percepción de vibraciones

---