PROYECTO FIN DE GRADOoa.upm.es/54953/1/TFG_MARLEN_SEVILLA_PEREZ.pdf · INGENIERÍA Y SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN PROYECTO FIN DE GRADO TÍTULO: Estudio acústico y diseño de un

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE

INGENIERÍA Y SISTEMAS DE

TELECOMUNICACIÓN

PROYECTO FIN DE GRADO

TÍTULO: Estudio acústico y diseño de un sistema de refuerzo

sonoro del Teatro de la Casa de la Cultura de Collado Villalba

(Madrid)

AUTOR: Marlén Sevilla Pérez

TITULACIÓN: Grado en ingeniería de Sonido e Imagen

TUTOR: Francisco Javier Sánchez Jiménez

DEPARTAMENTO: Teoría de la Señal y Comunicaciones

V.ºB. º

Miembros del Tribunal Calificador:

PRESIDENTE: Pedro Castillejo

TUTOR: Francisco Javier Sánchez

SECRETARIO: Antonio Mínguez

Fecha de lectura:

Calificación:

El Secretario

Resumen El presente documento recoge el estudio acústico, electroacústico y la propuesta de

un nuevo sistema de refuerzo sonoro realizado en el Teatro de la Casa de la Cultura

de Collado Villalba, en la provincia de Madrid.

Este proyecto está motivado por la solicitud de los responsables del teatro de renovar

el sistema de refuerzo sonoro actual del recinto, de forma que se busca caracterizar

acústicamente el teatro para proponer un sistema que proporcione las condiciones de

audición más adecuadas para el recinto en base a un estudio de este. Por tanto, el

objetivo final de proyecto es diseñar y simular un nuevo sistema de refuerzo sonoro

para el teatro adecuado a las características arquitectónicas del recinto, teniendo en

cuenta que se trata de una sala multifuncional.

El estudio acústico se divide en una fase de toma de medidas in situ en el recinto y un

análisis posterior más detallado por medio de la simulación de la sala y la creación de

un modelo digital con la ayuda del programa de software EASE. Este mismo software

es el que se utiliza para diseñar el sistema de refuerzo sonoro, así como para realizar

las diferentes medidas y pruebas para ajustar el diseño y garantizar por medio de la

simulación que se cumple con los requisitos establecidos.

Esta memoria se estructura en diferentes capítulos, incluyendo una introducción

(capítulo 1), una explicación de la base teórica que se aplica durante el desarrollo del

proyecto (capítulo 2), una breve descripción sobre las características de la Casa de la

Cultura y del recinto de estudio en particular (capítulo 3), la definición del proceso de

toma de medidas in situ, incluyendo un análisis del cumplimiento de la norma UNE-EN

ISO 3382-2 que se aplica durante la toma de medidas (capítulo 4), la definición del

proceso de diseño del modelo digital y la simulación (capítulo 5) así como el estudio

acústico realizado durante el diseño de la propuesta de sistema de refuerzo sonoro

(capítulo 6). Finalmente, en el capítulo 7 se describen las conclusiones obtenidas

durante el proyecto así como las posibles soluciones finales para los problemas

identificados durante todo el proceso.

Summary This document gathers the acoustic and electroacoustic study and the new sound

reinforcement proposal for the Theatre of the Casa de la Cultura in Collado Villalba,

Madrid.

This project is motivated by the request from the responsible of the theatre to renew

the current sound reinforcement system installed in the theatre, and due to that the aim

is identifying the theatre acoustically and based on that designing a new sound

reinforcement system suitable for the characteristics of the theatre. Therefore, the final

objective of this project is designing and simulating the new sound reinforcement

systems for the theatre, suitable for the architectonical characteristics of the enclosure

and bearing in mind this is a multifunctional area.

The acoustic study is divided in a first phase of on-site measurements in the theatre

and a subsequent more detailed study by means of the simulation of the theatre and

the creation of a digital model with the help of the software programme EASE. This is

the same software used to design the sound reinforcement system, as well as to carry

the different measurements and tests to adapt the design and guarantee, by means of

the simulation, the requirements established are met.

This document is structured in different chapters, including an introduction (chapter 1),

an explanation of the theorical base applied during the development of the project

(chapter 2), a brief explanation of the characteristics of the theatre (chapter 3), the

definition of the process of on-site measurements, including an analysis of the

fulfilment of the UNE-EN ISO 3382-2 standard which will be followed during the

measurement (chapter 4), the definition of the design process of the digital model

(chapter 5) and the simulation of the acoustic study carried during the design of the

sound reinforcement proposal (chapter 6). Finally, I chapter 7, the conclusions of the

study are described as well as the possible solutions for the problems identified during

the process.

Agradecimientos

A mi tutor Javier,

por su apoyo y confianza durante todo el proyecto.

A mis padres, Alicia y Juan,

porque si estoy donde estoy ahora es gracias a ellos.

A mis amigos de la universidad,

porque es gracias a vosotros que todos estos años fueran tan divertidos.

A mis chicas,

por estar ahí.

Y a mi Pepe,

porque de alguna forma siempre quise y pude hacer esto por ti.

Gracias

PFG - Marlén Sevilla Pérez

7

Índice

Resumen ..................................................................................................................... 1

Summary ..................................................................................................................... 3

Agradecimientos ......................................................................................................... 5

Índice ........................................................................................................................... 7

Índice de figuras ....................................................................................................... 11

Índice de tablas ......................................................................................................... 15

1. Introducción ....................................................................................................... 17

1.1. Motivación .................................................................................................... 19

1.2. Objetivos....................................................................................................... 19

1.3. Metodología .................................................................................................. 19

2. Fundamentos teóricos ...................................................................................... 21

2.1. Introducción .................................................................................................. 23

2.2. Índices de caracterización y valoración de salas ........................................... 23

2.2.1. Nivel de presión sonora (SPL) ............................................................... 23

2.2.2. Nivel de presión sonora continua equivalente (SPLeq) ........................... 24

2.2.3. Tiempo de reverberación (T) ................................................................. 24

2.2.4. Tiempo de caída inicial (EDT) ................................................................ 27

2.2.5. Claridad (C50 y C80) ................................................................................ 28

2.2.6. Definición (D50) ...................................................................................... 29

2.2.7. Eficiencia lateral (LF) ............................................................................. 29

2.3. Parámetros para la evaluación de inteligibilidad ........................................... 29

2.3.1. Índice de Transmisión de la Palabra (STI) ............................................. 29

2.3.2. Pérdida de Articulación de Consonantes (Alcons) ................................. 30

2.4. Ruido de fondo ............................................................................................. 31

2.4.1. Curvas NC ............................................................................................. 31

2.4.2. Curvas RC ............................................................................................. 32

2.4.3. Curvas NCB........................................................................................... 32

2.5. Teóricas acústicas empleadas en el modelado digital................................... 33

2.5.1. Teoría estadística .................................................................................. 33

2.5.2. Teoría geométrica.................................................................................. 34

2.5.3. Método híbrido ....................................................................................... 35

3. Teatro de la Casa de la Cultura de Collado Villalba ........................................ 37

3.1. Introducción .................................................................................................. 39

3.2. Uso actual del recinto ................................................................................... 40

3.3. Características generales de la sala ............................................................. 41

3.4. Arquitectura del recinto ................................................................................. 43

3.5. Descripción del interior del recinto. ............................................................... 45

4. Estudio acústico de la sala según la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010 ......... 47

4.1. Introducción .................................................................................................. 49

4.2. Análisis de la norma ..................................................................................... 49

PFG – Marlén Sevilla Pérez

8

4.2.1. Condiciones de medición, instrumental y posiciones ............................. 49

4.2.2. Procedimientos ...................................................................................... 50

4.2.3. Evaluación de las curvas de decrecimiento ........................................... 51

4.3. Medida del tiempo de reverberación ............................................................. 51

4.3.1. Condiciones de medida ......................................................................... 52

4.3.2. Equipamiento y conexionado ................................................................. 54

4.3.3. Método de evaluación y configuración de la medida .............................. 55

4.3.4. Ejecución del proceso y presentación de resultados .............................. 57

4.3.5. Análisis de resultados y conclusiones .................................................... 61

4.4. Medida del ruido de fondo ............................................................................ 63

4.4.1. Condiciones de medida ......................................................................... 63

4.4.2. Equipamiento y conexionado ................................................................. 63

4.4.3. Método de evaluación y configuración de la medida .............................. 64

4.4.4. Ejecución del proceso y presentación de resultados .............................. 65

4.4.5. Análisis de resultados y conclusiones .................................................... 67

4.4.5.1. Curvas RC ...................................................................................... 67

4.4.5.2. Curvas NCB ................................................................................... 68

5. Generación del modelo de simulación ............................................................. 71

5.1. Introducción .................................................................................................. 73

5.2. Modelado digital de la sala ........................................................................... 73

5.3. Asignación de materiales .............................................................................. 75

5.4. Asignación de texturas.................................................................................. 79

5.5. Asignación de áreas de audiencia ................................................................ 81

6. Diseño del sistema de refuerzo sonoro propuesto ......................................... 83

6.1. Introducción .................................................................................................. 85

6.2. Propuesta de sistema de refuerzo sonoro..................................................... 86

6.2.1. Elección y colocación de los altavoces .................................................. 86

6.2.2. Ajuste de la uniformidad del campo directo a 1kHz ................................ 90

6.2.3. Ajuste de potencia ................................................................................. 98

6.2.4. Ecualización .......................................................................................... 99

6.2.5. Estudio mediante simulación de magnitudes acústicas........................ 105

6.2.5.1. Tiempo de reverberación .............................................................. 105

6.2.5.2. Nivel de presión sonora directo (SPLdirecto) .................................... 109

6.2.5.3. Nivel de presión sonora total (SPLtotal) .......................................... 112

6.2.5.4. Tiempo de caída inicial (EDT) ....................................................... 116

6.2.5.5. Claridad de la palabra (C50) ......................................................... 119

6.2.5.6. Claridad musical (C80) ................................................................. 122

6.2.5.7. Definición (D50) ............................................................................ 126

6.2.5.8. RASTI ........................................................................................... 128

6.2.5.9. Pérdida de consonantes (Alcons) ................................................. 130

6.2.5.10. Eficiencia lateral (LF) .................................................................... 132

6.2.5.11. Comentario sobre los resultados obtenidos .................................. 134

6.2.6. Auralización ......................................................................................... 135


9

7. Conclusiones ................................................................................................... 137

Bibliografía .............................................................................................................. 143

Anexos..................................................................................................................... 145

Anexo I Planos del recinto ..................................................................................... 147

Anexo II Especificaciones del fabricante de los sistemas reales ............................ 151

Anexo III Presupuesto ........................................................................................... 157

Anexo IV Anexo digital .......................................................................................... 158


11

Índice de figuras

Figura 1 Variación del nivel de presión sonora en función de la distancia a la fuente . 24

Figura 2 Evolución de la energía en un recinto .......................................................... 25

Figura 3 Representación del tiempo de reverberación sobre la caída de energía en un

recinto ......................................................................................................................... 25

Figura 4 Esquema de estimación del tiempo de reverberación T20 y T30 .................... 26

Figura 5 Relación entre T y EDT en el decrecimiento de energía de un recinto ......... 27

Figura 6 Claridad del Habla (C50) y Claridad Musical (C80) estimadas sobre la

respuesta al impulso ................................................................................................... 28

Figura 7 Estimación del D50 a partir de la respuesta al impulso .................................. 29

Figura 8 Determinación gráfica de Alcons (%) ........................................................... 30

Figura 9 Curvas NC en función de la frecuencia ........................................................ 31

Figura 10 Curvas RC en función de la frecuencia ...................................................... 32

Figura 11 Curvas NCB en función de la frecuencia .................................................... 33

Figura 12 Diagrama de construcción de fuentes imagen mediante rayos reflejados .. 34

Figura 13 Casa de la Cultura de Collado Villalba ....................................................... 39

Figura 14 Exposición de ballet en la Casa de la Cultura de Collado Villalba .............. 40

Figura 15 Concierto del coro Polifónico de Madrid en el Teatro de la Casa de la

Cultura de Collado Villalba (foroenfoques.com) [9] ..................................................... 41

Figura 16 Plano del Teatro de la Casa de la Cultura [16] ........................................... 42

Figura 17 Instalación de los sistemas de iluminación ................................................. 43

Figura 18 Vista en planta de la Casa de la Cultura..................................................... 44

Figura 19 Sección de la Casa de la Cultura ............................................................... 44

Figura 20 Plano del Teatro de la Casa de la Cultura .................................................. 45

Figura 21 Rack de equipos en la cabina de control .................................................... 46

Figura 22 Posiciones de medida de fuente y micrófonos ........................................... 53

Figura 23 Diagrama de conexionado para la medida del tiempo de reverberación..... 54

Figura 24 Calibración del micrófono con el software dBbati32 ................................... 55

Figura 25 Configuración general de la medida del tiempo de reverberación .............. 56

Figura 26 Configuración del rango dinámico para la medida del tiempo de

reverberación .............................................................................................................. 56

Figura 27 Gráfico del tiempo de reverberación en cada punto para la posición de

fuente 1....................................................................................................................... 58

Figura 28 Gráfico del tiempo de reverberación en cada punto para la posición de

fuente 2....................................................................................................................... 59

Figura 29 Tiempo de reverberación medido in situ en la sala ..................................... 60

Figura 30 Promedio en cada punto de medida entre 400 Hz y 1250 Hz ..................... 61

Figura 31 Diagrama de conexionado para la medida del ruido de fondo .................... 64

Figura 32 Configuración del controlador de medida del ruido de fondo ...................... 65

Figura 33 Gráfico del nivel de ruido de fondo en cada punto de medida y promediado

................................................................................................................................... 66

Figura 34 Gráfico de la evaluación del ruido de fondo por las curvas RC ................... 68

Figura 35 Gráfica de evaluación del ruido de fondo con las curvas NCB ................... 69

Figura 36 Evaluación del ruido retumbante por las curvas NCB ................................. 69

Figura 37 Evaluación del ruido siseante por las curvas NCB ..................................... 70


12

Figura 38 Vista 3D del modelo de la sala ................................................................... 74

Figura 39 Vistas de la sala en EASE .......................................................................... 74

Figura 40 Coeficiente de absorción de las butacas .................................................... 76

Figura 41 Coeficiente de absorción de las paredes .................................................... 77

Figura 42 Coeficiente de absorción del linóleo ........................................................... 77

Figura 43 Coeficiente de absorción del pavimento ..................................................... 77

Figura 44 Coeficiente de absorción del techo............................................................. 78

Figura 45 Coeficiente de absorción de la rejilla metálica que cubre el techo .............. 78

Figura 46 Coeficiente de absorción de las cortinas de terciopelo ............................... 78

Figura 47 Coeficiente de absorción del telón de terciopelo ........................................ 79

Figura 48 Coeficiente de absorción del vidrio ............................................................. 79

Figura 49 Representación de la sala con texturas (1) ................................................ 80

Figura 50 Representación de la sala con texturas (2) ................................................ 80

Figura 51 Áreas de audiencia asignadas en EASE .................................................... 81

Figura 52 Curva de ecualización X ............................................................................. 85

Figura 53 Datos del altavoz AC 2212/00 .................................................................... 87

Figura 54 Directividad del altavoz AC2212/00 ............................................................ 87

Figura 55 Sensibilidad del altavoz AC2212/00 ........................................................... 87

Figura 56 Factor Q del altavoz AC2212/00 ................................................................ 88

Figura 57 Potencia máxima del altavoz AC2212/00 ................................................... 88

Figura 58 Datos del altavoz MRX515 ......................................................................... 88

Figura 59 Directividad del altavoz MRX515 ................................................................ 89

Figura 60 Sensibilidad del altavoz MRX515 ............................................................... 89

Figura 61 Factor Q del altavoz MRX515 .................................................................... 89

Figura 62 Potencia máxima del altavoz MRX515 ....................................................... 89

Figura 63 SPLdirecto con el canal R emitiendo, a 250 Hz, con suma con interferencias

DESHABILITADA ....................................................................................................... 91


HABILITADA ............................................................................................................... 91

Figura 65 SPLdirecto con el canal R emitiendo, a 1 kHz, con suma con interferencias

DESHABILITADA ....................................................................................................... 92


HABILITADA ............................................................................................................... 92

Figura 67 SPLdirecto con el canal R emitiendo, a 5kHz, con suma con interferencias

DESHABILITADA ....................................................................................................... 93


HABILITADA ............................................................................................................... 93

Figura 69 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 250 Hz, con suma con

interferencias DESHABILITADA ................................................................................. 94

Figura 70 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 250 Hz, con suma con

interferencias HABILITADA ......................................................................................... 94

Figura 71 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 1 kHz, con suma con







13



Figura 75 Posiciones de los altavoces sobre el modelo 3D ........................................ 98

Figura 76 SPLtotal con ambos canales emitiendo, a 1 kHz, tras el ajuste de potencia . 99

Figura 77 Curva de ecualización X ............................................................................. 99

Figura 78 Configuración del altavoz central R1 antes de la ecualización ................. 103

Figura 79 Configuración del altavoz central R1 después de la ecualización ............. 103

Figura 80 Curva de ponderación A ........................................................................... 104

Figura 81 Representación de niveles en la sala con ponderación A ......................... 105

Figura 82 Tiempo de reverberación promediado (medida in situ) ............................. 107

Figura 83 Ecograma con las primeras reflexiones .................................................... 108

Figura 84 T obtenido en EASE frente a T medido in situ .......................................... 109

Figura 85 SPLdirecto para 250 Hz ............................................................................... 110

Figura 86 SPLdirecto para 1 kHz ................................................................................. 110

Figura 87 SPLdirecto para 5 kHz ................................................................................. 111

Figura 88 SPLdirecto total ............................................................................................ 112

Figura 89 SPLtotal para 250 Hz.................................................................................. 113

Figura 90 SPLtotal para 1 kHz .................................................................................... 113

Figura 91 SPLtotal para 5 kHz .................................................................................... 114

Figura 92 SPLtotal ponderado A ................................................................................. 115

Figura 93 EDT para 250 Hz ..................................................................................... 116

Figura 94 EDT para 1 kHz ........................................................................................ 116

Figura 95 EDT para 5 kHz ........................................................................................ 117

Figura 96 EDT en función de la frecuencia .............................................................. 118

Figura 97 Comparación entre EDT y T ..................................................................... 118

Figura 98 C50 para 250 Hz ...................................................................................... 119

Figura 99 C50 para 1 kHz ........................................................................................ 119

Figura 100 C50 para 5kHz ....................................................................................... 120

Figura 101 Distribución del parámetro C50 .............................................................. 120

Figura 102 Valores de C50 en EASE ....................................................................... 121

Figura 103 C80 para 250 Hz .................................................................................... 122

Figura 104 C80 para 1 kHz ...................................................................................... 123

Figura 105 C80 para 5 kHz ...................................................................................... 123

Figura 106 Distribución de parámetro C80 ............................................................... 124

Figura 107 Valores de C80 en EASE ....................................................................... 125

Figura 108 D50 para 250 Hz .................................................................................... 126

Figura 109 D50 para 1 kHz ...................................................................................... 126

Figura 110 D50 para 5 kHz ...................................................................................... 127

Figura 111 Valores de D50 ...................................................................................... 128

Figura 112 RASTI en EASE .................................................................................... 128

Figura 113 Distribución de RASTI en la sala ............................................................ 129

Figura 114 Valores de RASTI .................................................................................. 130

Figura 115 Alcons en la sala .................................................................................... 130

Figura 116 Distribución del valor del Alcons ............................................................. 131

Figura 117 Valores de Alcons .................................................................................. 131

Figura 118 LF para 250 Hz ...................................................................................... 132

Figura 119 LF para 1 kHz......................................................................................... 132


14

Figura 120 LF para 5 kHz......................................................................................... 133

Figura 121 Valores de LF ......................................................................................... 134

Figura 122 Planta general. Usos y superficies ......................................................... 147

Figura 123 Dimensiones de escenario ..................................................................... 148

Figura 124 Sección longitudinal por teatro ............................................................... 149

Figura 125 Tomas y mecanismos escenario ............................................................ 150

Figura 126 Hoja de especificaciones JBL AC2212/00 [17] (1) .................................. 151




Figura 130 Hoja de especificaciones JBL MRX515 [18] (1) ...................................... 155

Figura 131 Hoja de especificaciones JBL MRX515 [18] (2) ...................................... 156


15

Índice de tablas

Tabla 1 Valores recomendados de T en función del tipo de sala [11] ......................... 27

Tabla 2 Valores recomendados de C50 y C80 en función del tipo de sala .................... 28

Tabla 3 Tabla de valoración del Índice de Transmisión de la Palabra......................... 30

Tabla 4 Valoración del parámetro Alcons ................................................................... 30

Tabla 5 Curvas NC recomendables en función del tipo de sala .................................. 31

Tabla 6 Curvas RC recomendadas para diferentes salas ........................................... 32

Tabla 7 Valores recomendables de curvas NCB en diferentes salas .......................... 33

Tabla 8 Equipamiento electroacústico de la sala ........................................................ 42

Tabla 9 Posiciones de la fuente .................................................................................. 52

Tabla 10 Posiciones de micrófono .............................................................................. 53

Tabla 11 Tiempo de reverberación promediado por posición de micrófono para la

posición de fuente 1 .................................................................................................... 58

Tabla 12 Tiempo de reverberación promediado por posición de micrófono para la

posición de fuente 2 .................................................................................................... 59

Tabla 13 Promediado del tiempo de reverberación para las posiciones de fuente ...... 60

Tabla 14 Rangos del Tmid en función del uso de la sala .............................................. 62

Tabla 15 Tmid óptimos de la sala ................................................................................. 62

Tabla 16 Medidas del nivel de presión sonora del ruido de fondo en cada punto ....... 66

Tabla 17 Nivel de ruido promediado en bandas de octava ......................................... 67

Tabla 18 Descripción de los materiales empleados en la sala .................................... 75

Tabla 19 Valores del coeficiente de absorción de los materiales empleados en la sala

................................................................................................................................... 76

Tabla 20 Modelos de altavoz seleccionados............................................................... 86

Tabla 21 Posiciones iniciales y finales de los altavoces en el modelo ........................ 97

Tabla 22 Cálculo de la ecualización y el SPL total después del proceso .................. 100

Tabla 23 Cálculo del ecualizador gráfico .................................................................. 101

Tabla 24 Valores de SPL de los altavoces ecualizados ............................................ 102

Tabla 25 Valores de SPL ponderados A ................................................................... 104

Tabla 26 Tiempo de reverberación medido para la primera posición de fuente ........ 106

Tabla 27 Tiempo de reverberación medido para la segunda posición de fuente ....... 106

Tabla 28 Tiempo de reverberación promediado entre ambas posiciones de fuente.. 107

Tabla 29 Valores de SPLdirecto total ........................................................................... 112

Tabla 30 SPLtotal ponderado A .................................................................................. 115

Tabla 31 EDT obtenido en EASE ............................................................................. 117

Tabla 32 Valores de C50 .......................................................................................... 121

Tabla 33 C80 en la sala ............................................................................................ 124

Tabla 34 Evaluación de la sala en función del C80................................................... 125

Tabla 35 D50 en la sala ............................................................................................ 127

Tabla 36 RASTI en la sala ........................................................................................ 129

Tabla 37 Alcons en la sala........................................................................................ 131

Tabla 38 LF en la sala .............................................................................................. 133

Tabla 39 Estimación del presupuesto para la instalación del sistema diseñado ....... 157

1. Introducción


19

1.1. Motivación Este proyecto se realiza con el objetivo de diseñar un nuevo sistema de refuerzo

sonoro para el Teatro de la Casa de la Cultura, en Collado Villalba (Madrid), de forma

que este nuevo sistema sustituya al actual. El diseño se realiza en base a un modelo

simulado por ordenador.

Esta iniciativa está motivada originalmente por la propia solicitud de los responsables

del teatro de reemplazar los altavoces que componen el sistema de refuerzo actual,

puesto que la mayor parte de los estos sufren de un deterioro que les impide

desempeñar correctamente su función.

1.2. Objetivos Los objetivos establecidos para este Proyecto de Fin de Grado son los siguientes:

● Realizar un estudio acústico de una sala multifuncional real y adquirir la

capacidad de identificar las características de este tipo de espacios.

● Aprender a identificar y corregir posibles deficiencias en las características

acústicas de un recinto que puedan tener un impacto negativo en la utilización

de este.

● Identificar y caracterizar los materiales empleados en la construcción de un

recinto, así como el empleo de equipamiento y la distribución de elementos

acústicos en los diferentes espacios de un teatro.

● Realizar una evaluación de las características y capacidades de un recinto

multifuncional a partir de un estudio acústico del mismo.

● Crear un modelo digital que permita el estudio de un recinto por medio de una

simulación y ampliar así los datos obtenidos por medio de medidas in situ.

● Analizar y evaluar la solución de sistema propuesta, apoyándose en los

resultados obtenidos de la simulación para garantizar que se ajusta lo máximo

posible a los requisitos del recinto de estudio.

1.3. Metodología Para el desempeño de este proyecto se va a seguir la siguiente metodología de

trabajo:

● En primer lugar, se obtienen los permisos necesarios para el acceso al recinto,

se realiza el análisis de la sala y, con la colaboración de los responsables del

teatro y el personal del ayuntamiento, se obtiene la documentación y planos del

recinto.

● Una vez se dispone de los planos del recinto, se procede a la creación del

modelo digital del recinto mediante el programa de simulación acústica EASE.

● Tras analizar la estructura de la sala, se procede con la toma de medidas

acústicas in situ en base a la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010, que establece

el procedimiento para la medida de parámetros acústicos de salas. De acuerdo

con dicha norma, se mide el parámetro de tiempo de reverberación en

múltiples puntos del teatro, obteniendo así una caracterización acústica real del

recinto de estudio.


20

● A continuación, se crea el modelo de simulación acústica en EASE ajustando el

modelo digital con las medidas acústicas tomadas en la sala. Sobre esta

simulación se realiza la evaluación de las características acústicas del recinto

para la identificación de los puntos a reforzar del teatro.

● A partir de las conclusiones obtenidas del estudio anterior, se diseñará

finalmente la propuesta del sistema de refuerzo sonoro que trate de compensar

las deficiencias identificadas durante el proceso de análisis.

Esta memoria se estructura en 7 capítulos ordenados cronológicamente de acuerdo

con la ejecución del proyecto.

En el capítulo 1 se desarrolla la introducción, objetivos y planificación de la ejecución

del proyecto.

En el capítulo 2 se describen los fundamentos teóricos en los que se basa el proceso

de análisis de los resultados del estudio.

El capítulo 3 presenta una descripción de las características de la sala de estudio,

tanto arquitectónicas como de los materiales y equipamientos en uso en la sala. En el

Anexo I se incluyen los planos del recinto.

En el capítulo 4 se describe el proceso de medidas in situ en la sala en base a la

norma UNE-EN ISO 3382-1:2010. En este capítulo se describe la metodología seguida

para la toma de datos y la instrumentación utilizada. Se realiza un análisis y una

evaluación de los resultados obtenidos. Los resultados de las medidas in situ se

incluyen en los ficheros adjuntos del Anexo IV (Anexo Digital)

En el capítulo 5 se describe el desarrollo del modelo virtual que se emplea para el

estudio de la sala por medio de la simulación utilizando el programa de software

EASE.

En el capítulo 6 se realiza el diseño del sistema de refuerzo sonoro, así como un

análisis acústico del resultado con la ayuda de la simulación del modelo digital. En el

Anexo IV (Anexo Digital) se incluyen las auralizaciones obtenidas a partir de dicha

simulación.

En el último capítulo 7 se exponen las conclusiones extraídas del estudio y del proceso

de diseño.

2. Fundamentos teóricos


23

2.1. Introducción En este segundo capítulo se describen los fundamentos teóricos que se utilizan como

base para el desarrollo del estudio acústico del recinto.

Se distingue entre la definición de los diferentes parámetros que se utilizan para el

análisis y la caracterización de una sala acústicamente, continuando con la definición

de los parámetros que miden la inteligibilidad, los métodos de evaluación del ruido de

fondo y se concluye con la descripción de las diferentes teorías acústicas que emplea

el software de simulación EASE para la obtención de resultados.

2.2. Índices de caracterización y valoración de salas

2.2.1. Nivel de presión sonora (SPL)

El nivel de presión sonora es un parámetro que permite caracterizar el campo sonoro

en un punto determinado, relacionado de forma logarítmica la presión medida en dicho

punto con la presión de referencia. La ecuación que representa dicho parámetro es la

siguiente (1):

𝑆𝑃𝐿 (𝑑𝐵) = 20 ∙ log (𝑝

𝑝𝑟𝑒𝑓) (1)

donde:

p es la presión eficaz en el punto de medida.

pref es la presión eficaz de referencia, que está establecida en 2⋅10-5 Pa de acuerdo

con el umbral mínimo de audición del ser humano.

La relación entre el nivel de presión sonora y la distancia ente la fuente y el punto de

medida definen los conceptos de nivel de presión sonora directa y reverberante.

La ecuación que define el nivel de presión sonora que genera una fuente puntual en

un recinto difuso es la siguiente (2):

𝐿𝑝 (𝑑𝐵) = 𝐿𝑊 + 10 ∙ (𝑄

4𝜋𝑟2 +4

𝑅) (2)

donde:

LW es el nivel de potencia acústica de la fuente emisora (dB)

R es la constante de la sala (m2)

Q es el factor de directividad de la fuente

R es la distancia entre la fuente y el receptor (m)

El nivel de presión sonora directo corresponde al primer término de 𝑄

4𝜋𝑟2 gobernado por

la energía recibida en un punto debido al sonido o nivel directo (LD) producido por la

fuente. El nivel directo se caracteriza por tener una caída de 6 dB cada vez que se

dobla la distancia entre la fuente y el receptor.

El nivel de presión reverberante corresponde al segundo término 4

𝑅 independiente de la

distancia entre la fuente y el receptor y por tanto constante.


24

En la figura 1 se representan los niveles de presión sonora directo y reverberante

descritos anteriormente. En esta figura se puede ver que hay un punto en el que

coinciden los niveles directo y reverberante. Este punto se identifica como la distancia

crítica (Dc). A partir de este valor, se considera que el campo sonoro en el recinto es

completamente difuso.

La ecuación que define la distancia crítica es la siguiente (3):

𝐷𝐶(𝑚) = 0,14 √𝑄 ∙ 𝑅 (3)

Figura 1 Variación del nivel de presión sonora en función de la distancia a la fuente

2.2.2. Nivel de presión sonora continua equivalente (SPLeq)

El nivel continuo equivalente (Leq) es un parámetro que permite obtener un promedio

del nivel de presión sonora en un punto independientemente de la duración de dicha

medida. La ecuación que representa este valor es la siguiente (4):

𝐿𝑒𝑞𝑇(𝑑𝐵) = 10 ∙ log (1

𝑇∫

𝑝2(𝑡)

𝑝𝑟𝑒𝑓2 𝑑𝑡

𝑇

0) (4)

donde:

p(t) es la presión instantánea en el punto de medida durante el intervalo de tiempo T

pref es la presión eficaz de referencia de valor 2⋅10-5 Pa

T es el intervalo de tiempo medido en segundos.

2.2.3. Tiempo de reverberación (T)

El tiempo de reverberación es un parámetro dependiente de la frecuencia que define el

intervalo de tiempo en segundos que trascurre desde que una fuente detiene la

emisión de sonido hasta que la energía en el recinto decae 60 dB. Se trata de unos de

los parámetros más representativos en la caracterización acústica de salas.

La base teórica de este parámetro es la siguiente: en una sala, cuando se inicia la

emisión de una fuente sonora, la densidad de energía en un punto concreto crece

hasta alcanzar un punto de equilibrio, también conocido como estacionario, donde la


25

energía absorbida por la sala es igual a la emitida por la fuente. Consecuentemente,

cuando se interrumpe la emisión de dicha fuente, la densidad de energía sonora

disminuye gradualmente dependiendo de las características de la sala (volumen y

absorción).

En la figura 2 se representan las diferentes fases descritas en cuanto a la variación de

energía en un recinto.

Figura 2 Evolución de la energía en un recinto

En la figura 3 se muestra la caída de nivel de presión descrita anteriormente y cómo se

mide en tiempo de reverberación sobre dicha medida.

Figura 3 Representación del tiempo de reverberación sobre la caída de energía en un recinto

Sin embargo, debido a la dificultad para lograr un rango dinámico de 60dB entre el

nivel estacionario y el ruido de fondo, existen otros índices que permiten caracterizar el

tiempo de reverberación. Son los índices T20 y T30 que proporcionan una estimación

del tiempo de reverberación en base a la pendiente de la recta a la que se ajusta la

caía del nivel de presión sonora en el recinto en los primeros 20 dB y 30 dB

respectivamente para cada índice. En la figura 4 se representa la aproximación que

permite el cálculo de cada uno de los índices.


26

Figura 4 Esquema de estimación del tiempo de reverberación T20 y T30

Para el cálculo teórico del parámetro del tiempo de reverberación de forma teórica

existen varios métodos basados en diferentes teorías. Las más utilizadas se describen

a continuación:

El primer método es mediante la ecuación de Sabine (5), que está basada en la teoría

estadística y en que la probabilidad de propagación del sonido es la misma para todas

las direcciones, de forma que la absorción se distribuye de forma homogénea en todo

el recinto.

𝑇(𝑠) = 0,161 ∙𝑉

𝑆∙ᾱ (5)

El segundo método es mediante la ecuación de Eyring. Esta teoría mantiene la

suposición de campo difuso de la teoría de Sabine y además resuelve la

inconsistencia que presenta la teoría anterior de poder obtener un coeficiente de

absorción medio (ᾱ) superior a la unidad, que no tiene sentido físicamente. La fórmula

para calcularlo se indica en la ecuación (6).

𝑇(𝑠) =0,161∙𝑉

𝑆(− ln(1−ᾱ)) (6)

La dependencia del parámetro del tiempo de reverberación de la frecuencia puede

dificultar el empleo de este parámetro para caracterizar una sala. Para poder trabajar

con un único valor para el tiempo de reverberación y así analizarlo se puede aplicar la

siguiente ecuación para el índice Tmid, que se obtiene como la media aritmética entre

los valores del tiempo de reverberación para la frecuencia de 500Hz y la de 1kHz y

representa el valor óptimo del tiempo de reverberación (7):

𝑇𝑚𝑖𝑑(𝑠) = 𝑇𝑥 500 𝐻𝑧+𝑇𝑥 1000 𝐻𝑧

2 (7)

Además del valor del tiempo de reverberación óptimo en base al valor que toma este

parámetro para dos frecuencias concretas, se define también en base al volumen de la

sala el rango de valores de este parámetro de acuerdo con las ecuaciones (8) y (9):

𝑇𝑚𝑖𝑑 𝑜𝑝 𝑚𝑎𝑥(𝑠) = 0,368 ∙ 𝑉0,1505 (8)

𝑇𝑚𝑖𝑑 𝑜𝑝 𝑚𝑖𝑛(𝑠) = 0,264 ∙ 𝑉0,1394 (9)


27

A la hora de evaluar el valor del parámetro del tiempo de reverberación, los rangos de

valores admitidos dependen del tipo de actividad para la que dicho recinto esté

destinado. Por ejemplo, si se trata de un recinto dedicado a la palabra, se buscará un

tiempo de reverberación menor para favorecer la inteligibilidad. Sin embargo, si se

trata de un recinto dedicado a representaciones musicales, se buscará un tiempo de

reverberación mayor para garantizar que la reverberación favorezca la conservación

de armonías del sonido.

Las recomendaciones recopiladas para la evaluación del tiempo de reverberación en

una sala en función de su volumen y su finalidad son las recogidas en la tabla 1:

Tabla 1 Valores recomendados de T en función del tipo de sala [11]

Tipo de sala T(s) para sala ocupada

Sala de conferencias 0,7 - 1,0

Cine 1,0 - 1,2

Sala polivalente 1,2 - 1,5

Teatro de ópera 1,2 - 1,5

Sala de conciertos (Música de cámara) 1,3 - 1,7

Sala de conciertos (Música sinfónica) 1,8 - 2,0

Iglesia/catedral 2,0 - 3,0

Locutorio de radio 0,2 - 0,4

2.2.4. Tiempo de caída inicial (EDT) El parámetro de EDT (Early Decay Time) mide la primera parte del proceso de

decrecimiento de energía en un recinto. Este parámetro mide el tiempo que tardaría en

decrecer la energía 60 dB basándose en la pendiente correspondiente a la caída de

los primeros 10 dB. En la figura 5 se muestra una gráfica donde se puede ver la

equivalencia del cálculo:

Figura 5 Relación entre T y EDT en el decrecimiento de energía de un recinto

Los valores considerados óptimos para este parámetro dependen también de la

finalidad de la sala. En el caso de salas destinadas a la palabra, es deseable que el

valor del EDT sea ligeramente inferior al T60 para garantizar una buena inteligibilidad.

Sin embargo, si la sala está destinada a representaciones musicales, será deseable

que ambos valores (EDT y T60) sean prácticamente iguales para cumplir con las

condiciones de un espacio difuso.


28

2.2.5. Claridad (C50 y C80)

La Claridad es otro de los parámetros asociados a las primeras reflexiones del sonido.

En función del tipo de sala que estemos tratando, hablaremos de Claridad del habla

(C50) o Claridad Musical (C80), o en casos de salas multifuncionales de ambos

parámetros.

Este parámetro relaciona la cantidad de energía que llega al oyente en los primeros

milisegundos desde el sonido directo (este incluido) con respecto a la energía que

llega después de dicho período.

En la figura 6 se representa gráficamente la distribución de energía entre el período

inicial de 50 ms u 80 ms y el resto hasta la extinción de la señal:

Figura 6 Claridad del Habla (C50) y Claridad Musical (C80) estimadas sobre la respuesta al

impulso

La ecuación (10) es la que permite calcular la claridad en salas destinadas para la

palabra (C50):

𝐶50(𝑑𝐵) = ∫ 𝑝2(𝑡)𝑑𝑡

50 𝑚𝑠0

∫ 𝑝2(𝑡)𝑑𝑡∞

50 𝑚𝑠

(10)

De la misma forma, la ecuación (11) permite el cálculo de la claridad en salas

destinadas a la música (C80):

𝐶80(𝑑𝐵) = ∫ 𝑝2(𝑡)𝑑𝑡

80 𝑚𝑠0


80 𝑚𝑠

(11)

Al igual que el valor del tiempo de reverberación, la claridad permite calificar la

adecuación de una sala a la transmisión de la palabra o la música en función del rango

en el que se encuentre el valor que toma dicho parámetro. Los rangos de calificación

se indican en la tabla 2:

Tabla 2 Valores recomendados de C50 y C80 en función del tipo de sala

Valores de C50 (dB) Valoración

C50 > 7 Excelente

2 < C50 ≤ 7 Buena

-2 < C50 ≤ 2 Aceptable

-7 < C50 ≤ -2 Pobre

C50 ≤ -7 Mala

Valores de C80 (dB) Valoración

C80 > 6 Inst. electrónicos

2 < C80 ≤ 6 Ópera

-2 < C80 ≤ 2 Sinfónica

C80 ≤ -2 Órgano


29

2.2.6. Definición (D50)

La Definición es el parámetro que relaciona la cantidad de energía que llega al oyente

en los primeros 50 ms respecto al total de energía recibida. En la figura 7 se muestra

gráficamente la relación del cálculo de este parámetro:

Figura 7 Estimación del D50 a partir de la respuesta al impulso

Se calcula en cada banda de frecuencias entre 125 Hz y 4 kHz según la ecuación (12):

𝐷50 = ∫ 𝑝2(𝑡)𝑑𝑡

50 𝑚𝑠0


50 𝑚𝑠

⋅ 100 (%) (12)

Cuanto mayor es el valor de la definición, mayor será la inteligibilidad de la palabra.

Los valores recomendados se encuentran en el intervalo de 50% ≤ D ≤ 65%.

2.2.7. Eficiencia lateral (LF) El parámetro LF (Lateral Energy Fraction) representa la relación entre la energía que

llega al oyente lateralmente durante los primeros 80 ms desde la llegada del sonido

directo (sin incluir este) con respecto a la energía recibida durante ese mismo intervalo

de tiempo independiente de la dirección de incidencia. La fórmula para calcularlo se

representa en la siguiente ecuación (13),

𝐿𝐹 = ∫ 𝑝2(𝑡)⋅𝑐𝑜𝑠2(𝜃)𝑑𝑡

80 𝑚𝑠5 𝑚𝑠

∫ 𝑝2(𝑡)𝑑𝑡80 𝑚𝑠

0

(13)

donde θ es el ángulo entre la reflexión incidente y la dirección de máxima sensibilidad

del micrófono.

El valor recomendado para este parámetro debe ser de LF ≥ 0,19, siendo deseable

que este parámetro sea lo mayor posible para aumentar la espacialidad del sonido.

2.3. Parámetros para la evaluación de inteligibilidad

2.3.1. Índice de Transmisión de la Palabra (STI) El parámetro STI (Speech Transmission Index) permite evaluar la inteligibilidad del

habla de un recinto, cuyo valor puede estar comprendido entre 0 (inteligibilidad nula) y

1 (inteligibilidad perfecta).

Debido a la complicación de cálculo y cómputo del parámetro STI, como simplificación

se define el RASTI (Rapid Speed Transmission Index), que representa la inteligibilidad


30

de un sistema electroacústico basándose en la apreciación subjetiva centrada en las

frecuencias que más intervienen en la transmisión de la palabra en 500 Hz y 2 kHz.

En la tabla 3 se muestra la categorización de la inteligibilidad de la sala en base al

valor que tome este parámetro:

Tabla 3 Tabla de valoración del Índice de Transmisión de la Palabra

STI / RASTI Valoración

0,75 - 1 Excelente

0,60 - 0,75 Muy buena

0,45 - 0,60 Buena

0,30 - 0,45 Regular

0,25 - 0,30 Pobre

0 - 0,25 Inaceptable

2.3.2. Pérdida de Articulación de Consonantes (Alcons) El parámetro Alcons (Articulation Loss of Consonants) mide la relación entre el tanto

por ciento de consonantes no entendidas correctamente por el oyente y el total de

consonantes emitidas.

En la figura 8 se representan las gráficas que permiten calcular mediante los

experimentos de Peutz el valor del Alcons en función del tiempo de reverberación

medido del recinto (T60) y la diferencia aritmética entre el nivel directo y el nivel

reverberante (LD – LR):

Figura 8 Determinación gráfica de Alcons (%)

La evaluación de la inteligibilidad según el parámetro Alcons se muestra en la tabla 4:

Tabla 4 Valoración del parámetro Alcons

Alcons (%) Valoración

0 % - 3 % Excelente

3 % - 7 % Muy buena

7 % - 12 % Buena

12 % - 15 % Regular

15 % - 18 % Pobre

> 18 % Inaceptable


31

2.4. Ruido de fondo Se entiende como ruido de fondo todo aquel sonido presente en una sala cuando no

hay ninguna fuente sonora emitiendo expresamente. El ruido de fondo puede provenir

del exterior del recinto o de los sistemas propios de la sala, como el de climatización o

el de la iluminación. Se trata de un parámetro determinante para calificar la calidad

acústica de una sala.

2.4.1. Curvas NC Las curvas NC (Noise Criteria) son uno de los métodos que permite evaluar el nivel de

ruido de fondo presente en una sala. Se trata de un índice proporcionado por Beranek

que representa la evolución de la sensibilidad del oído en función de la frecuencia,

relacionando el espectro de ruido con la alteración que produce sobre la comunicación

verbal, teniendo en cuenta los niveles de interferencia de la palabra y los niveles de

sonoridad. En la figura 9 se representan las diferentes curvas de NC.

Figura 9 Curvas NC en función de la frecuencia

Para realizar la evaluación del ruido de fondo, se asocia este a una curva NC para la

cual el nivel de ruido esté por debajo de dicha curva en todas las bandas de octava.

En la tabla 5 se recogen los valores recomendables para cada tipo de sala:

Tabla 5 Curvas NC recomendables en función del tipo de sala

Tipo de sala Curva NC recomendable

Auditorios NC 15 -20

Salas de conciertos y teatros NC 15 - 25

Salas de conferencias / aulas NC 20 - 30

Despachos de oficinas / bibliotecas NC 30 - 35

Restaurantes NC 35 - 40

Polideportivos NC 40 - 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Niv

el

de

pre

sió

n s

on

ora

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Curvas NC

NC-15

NC-20

NC-25

NC-30

NC-35

NC-40

NC-45

NC-50

NC-55

NC-60

NC-65

NC-70


32

2.4.2. Curvas RC Las curvas RC (Room Criteria), elaboradas por Blazier, son otro de los métodos que

sirve para evaluar la presencia de ruido de fondo en una sala. Tienen una pendiente

media de aproximadamente 5 dB/octava sobre un amplio rango de frecuencias y

mejora las curvas NC aportando datos en la banda de 16 Hz hasta 31,5 kHz. Estas

curvas permiten realizar la evaluación de las sensaciones de retumbo (R), siseo (H),

tonalidad (T) y neutralidad (N) en función del espectro resultante. En la figura 10 se

representan las diferentes curvas RC.

Figura 10 Curvas RC en función de la frecuencia

Según el tipo de sala, las curvas de RC recomendables son las recogidas en la tabla 6

mostrada a continuación

:

Tabla 6 Curvas RC recomendadas para diferentes salas

Tipo de sala Curva RC recomendable

Auditorios RC - 20

Teatros RC - 25

Salas de conferencias / aulas RC - 30

Restaurantes RC - 45

2.4.3. Curvas NCB Las curvas NCB (Balanced Noise Criterion Curves) son otro de los criterios utilizados

para el análisis del ruido de fondo en recintos, que determinan la aceptabilidad de la

comunicación de la palabra.

Estas curvas fueron creadas por Beranek y suponen mejoras respecto del análisis

realizado mediante curvas NC y RC, ya que su diseño se centra en el estudio de

espacios interiores ocupados. Las curvas NCB permiten clasificar el tipo de ruido como

siseante o retumbante. En la figura 11 mostrada a continuación se representan las

curvas NCB definidas:

0

10

20

30

40

50

60

70

125 250 500 1000 2000 4000

Niv

el

de

pre

sió

n s

on

ora

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Curvas RC

RC-25

RC-30

RC-35

RC-40

RC-45

RC-50


33

Figura 11 Curvas NCB en función de la frecuencia

Los valores aceptables de curvas NCB en función del tipo de recinto son los recogidos

en la tabla 7:

Tabla 7 Valores recomendables de curvas NCB en diferentes salas

Tipo de sala Curva NCB recomendable

Grandes auditorios y teatros < NCB - 20

Pequeños auditorios y teatros < NCB - 30

Salas de conferencias / aulas NCB 30 - 40

Salas de conciertos / salas recitales NCB 10 - 15

2.5. Teóricas acústicas empleadas en el modelado

digital Existen múltiples teorías acústicas que permiten la obtención de la resolución para un

problema de forma teórica en la acústica de salas. En particular, el software de

simulación EASE emplea algunas de ellas para la obtención y el cálculo de algunos

parámetros. A continuación, se describen las diferentes teorías acústicas en las que se

fundamenta el modelado digital del estudio con el programa de software EASE.

2.5.1. Teoría estadística

La teoría estadística permite realizar una aproximación al estudio acústico de una sala

aplicando un método rápido y sencillo, proporcionando soluciones numéricas

aproximadas, aunque de precisión reducida.

Esta teoría de estudio se basa en que un recinto genera, de forma ideal, un campo

sonoro difuso, donde todas las direcciones de reflexión de las ondas son igualmente

probables, y donde la energía en un punto no depende de las posiciones de fuente y

receptor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000

Niv

el

de

pre

sió

n s

on

ora

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Curvas NCB

NCB-60

NCB-55

NCB-50

NCB-45

NCB-40

NCB-35

NCB-30

NCB-25

NCB-20

NCB-15


34

En base a esto, se realiza el cálculo del tiempo de reverberación, teniendo en cuenta

únicamente los valores de absorción de los materiales de la sala, el porcentaje de

superficie que ocupan y el volumen de esta. Las teorías estadísticas más utilizadas

son las definidas por Sabine y Eyring, que ya se han descrito en el punto 2.2.3. de este

documento, donde se describe su aplicación para el cálculo del tiempo de

reverberación de un recinto (ecuaciones 5 y 6).

2.5.2. Teoría geométrica

La teoría geométrica permite la realización de un estudio más avanzado y detallado

que el que proporciona la teoría estadística. Esta teoría asocia la onda acústica con un

rayo con una dirección de propagación, que conlleva una dirección de reflexión de la

onda tras su incidencia con diferentes superficies del recinto.

De tal forma, este método de estudio consiste en la construcción de diagramas que

indican las trayectorias de los rayos sonoros incidentes y reflejados, donde cada rayo

reflejado puede considerarse procedente de un foco imaginario S’, simétrico del foco

real S respecto al plano de incidencia, con el correspondiente decrecimiento de

intensidad debido a la distacia recorrida y la absorción de la superficie de indicencia.

En la figura 12 se muestra una representación gráfica del concepto descrito, también

conocido como fuentes imagen:

Figura 12 Diagrama de construcción de fuentes imagen mediante rayos reflejados

En el método por trazado de rayos no se tiene en consideración la naturaleza

ondulatoria de las ondas sonoras ni el carácter de difusión de las superficies.

Este método proporciona una mayor precisión de cálculo en altas frecuencias; sin

embargo, dado que no tiene en cuenta el carácter ondulatorio de las ondas sonoras,

no aporta una gran precisión en el cálculo en bajas frecuencias.


35

2.5.3. Método híbrido

Finalmente, el método empleado por el software de simulación EASE corresponde al

método híbrido, utilizado a través del algoritmo AURA, que proporciona una mejora en

la simulación respecto a los métodos anteriores, al llevar a cabo una mezcla de ambos

métodos.

El algoritmo de AURA obtiene la respuesta al impulso a partir de los valores de las

primeras reflexiones calculados con el método de fuentes imagen correspondiente a la

teoría geométrica. Una vez superado el orden de reflexiones recomendable, continúa

el cálculo con el método de rayos hasta llegar a la parte final de la respuesta, donde,

una vez garantizado que el campo sea difuso, se obtiene la cola de caída haciendo

uso de la teoría estadística.

Este algoritmo permite obtener una mayor precisión en la parte más representativa del

estudio por medio de la teoría geométrica, permitiendo la obtención de las primeras

reflexiones, y reduciendo la carga computacional en la zona de solo señal

reverberante, donde la teoría estadística proporciona unos resultados muy ajustados

debido a encontrarse ya en situación de campo difuso.

3. Teatro de la Casa de la

Cultura de Collado

Villalba


39

3.1. Introducción El recinto de estudio se encuentra emplazado en la localidad de Collado Villalba,

municipio ubicado en el noroeste de la Comunidad de Madrid, en la vertiente sur de la

sierra de Guadarrama. Cuenta con una población de aproximadamente 62.000

habitantes y una superficie de 27 km2.

La localidad de Collado Villalba se puede considerar como el centro neurálgico de la

zona de la sierra noroeste de Madrid debido a su amplia oferta comercial, así como a

su buena comunicación mediante transporte público y accesibilidad con vehículo

privado, contando también con numerosos centros de enseñanza pública: 10 escuelas

de primaria y 4 de educación secundaria.

En particular, el recinto de estudio de este proyecto pertenece al edificio de la Casa de

la Cultura, que se encuentra a las afueras del centro de la localidad, junto al acceso de

la nacional A-6 Madrid-A Coruña, a menos de 1 km del centro del pueblo, así como de

las diferentes estaciones de transporte público.

El edificio de la Casa de la Cultura data de 1866, habiendo sido reformado en 1989.

Inicialmente se construyó como una fonda, hasta que a principios del siglo XX albergó

el restaurante “Royalty” promocionado por diferentes personalidades públicas como el

motorista Noys o el cómico Andrés Pajares. En 1957 el edificio fue adquirido por el

Excmo. Ayuntamiento de Collado Villalba, dando lugar a su remodelación, y pasando a

albergar la Concejalía de Cultura del Excmo. Ayuntamiento de Collado Villalba a partir

de 1989.

Figura 13 Casa de la Cultura de Collado Villalba

Desde esa fecha, el propio Teatro de la Casa de la Cultura se convirtió en referente

cultural del municipio e incluso de la propia Comunidad de Madrid, gracias a la

presencia del pianista, profesor, arreglista y compositor de Jazz estadounidense Barry

Harris, que dio inicio a las diferentes actividades que todavía tienen lugar en el teatro.


40

También ha sido plató de grabaciones de numerosas representaciones, como por

ejemplo la serie de TVE “Lo tuyo es puro teatro” o “La Trama” de Jaime Salomón.

Alguno de los grandes rostros del teatro español que han pasado por este teatro son

Lola Herrera, Julieta Serrano, Blanca Portillo, Jaime Blanch y Juan Luis Galiardo entre

otros.

También han tenido lugar en el teatro numerosas presentaciones de discos o

grabaciones en directo con grupos como por ejemplo Javier Vargas, MClan o Ara

Malikian.

El edificio está compuesto por múltiples áreas destinadas a diferentes fines culturales:

cuenta con un área de aulas para la impartición de diferentes actividades de ocio y

culturales, otra sección administrativa perteneciente a la Concejalía de Cultura y una

última sección destinada a la representación y exposición de actividades culturales,

entre las que se encuentra el teatro de estudio del presente proyecto.

3.2. Uso actual del recinto Actualmente, el edificio de la Casa de la Cultura pertenece a la Concejalía de Cultura

del Ayuntamiento de Collado Villalba. En este recinto se llevan a cabo numerosas

actividades, desde la impartición de clases y diferentes talleres hasta la gestión

administrativa de la sección cultural del ayuntamiento.

Actualmente, en la Casa de la Cultura se imparten numerosos cursos de

manualidades, danza o de carácter musical.

Hasta hace unos años, este edificio correspondía a la escuela de música oficial de la

localidad, hasta que se construyó en un edificio independiente una nueva escuela, de

forma que en la actualidad las clases impartidas en el edificio de estudio son más

reducidas en los últimos años. Sin embargo, la mayor parte de las representaciones

musicales de la escuela se siguen realizando en el teatro sobre el que versa este

estudio debido a su mayor dimensión con respecto al auditorio de la nueva escuela.

Además de las diferentes representaciones musicales, en el teatro de la Casa de la

Cultura también tienen lugar todas las representaciones anuales asociadas a las

actividades de danza, así como a las exposiciones de los diferentes talleres.

Figura 14 Exposición de ballet en la Casa de la Cultura de Collado Villalba


41

Por otra parte, el ayuntamiento también ofrece el alquiler de esta área, así como de un

recinto situado a la entrada del edificio para exposiciones o representaciones teatrales

o musicales por parte de entidades externas, como las mostradas en las figuras 14 y

15.

Figura 15 Concierto del coro Polifónico de Madrid en el Teatro de la Casa de la Cultura de

Collado Villalba (foroenfoques.com) [9]

3.3. Características generales de la sala De entre todas las salas con las que cuenta el edificio de la Casa de la Cultura, este

estudio acústico se centra únicamente en el área del Teatro.

El recinto del teatro cuenta un aforo para 231 personas distribuidas en un único patio

de butacas, sin contar con palcos o anfiteatros a diferentes niveles. Está provisto de

una sala técnica aislada ubicada en la parte posterior del teatro, justo frente al

escenario y sobre el patio de butacas. Cabe destacar con respecto a este punto que

en la parte posterior del patio de butacas, al encontrarse situada justo debajo de la

cabina de control, a priori se prevé que se sufrirá un impacto en la percepción acústica

en esta zona.

En cuanto a la zona escénica, cuenta con un escenario de aproximadamente 90 m2

además de una zona de bastidores. El teatro dispone de unas instalaciones básicas de

luces y sonido para permitir el seguimiento de una representación en la sala.

El acceso al teatro se realiza a través de unas escaleras situadas a la entrada del

edificio, y también cuenta con un acceso habilitado para minusválidos. También se

puede acceder al teatro a través de la zona de bastidores por unas escaleras de

caracol que unen la zona de camerinos de la planta inferior con la entrada al edificio

desde la calle la planta baja, el teatro en la planta superior y finalmente el acceso a la

cabina de control.

En la figura 16 se muestra el plano del recinto de estudio.


42

Figura 16 Plano del Teatro de la Casa de la Cultura [16]

El teatro cuenta actualmente con un sistema de refuerzo acústico básico instalado,

incluyendo los elementos de la tabla 8 distribuidos entre el interior del teatro y la

cabina de control.

Tabla 8 Equipamiento electroacústico de la sala

Mesa de control Soundcraft Spirit Live

Nº canals mono: 24

Elementos de procesado de señal x1 multiefectos Yamaha SPX 990

x1 ecualizador Soundcraft 62241.1

Amplificadores x2 Soundcraftsmen 900W

Altavoces P. A x2 JBL 200W

x2 JBL 250W subgraves

Monitores x2 MK 250 autoamplificado

x2 JBL EON autoamplificado

Cabe destacar sin embargo que la mayor parte de este equipamiento no se utiliza en

la actualidad debido a su bajo rendimiento por el deterioro sufrido, dado que lleva años

se ser renovado.

Por otra parte, el teatro también cuenta con una instalación básica de iluminación,

cuya estructura se representa en la figura 17:


43

Figura 17 Instalación de los sistemas de iluminación

3.4. Arquitectura del recinto Como se ha mencionado anteriormente, el edificio de la Casa de la Cultura cuenta con

numerosas áreas además del propio teatro. En las figuras 18 y 19 mostradas a

continuación se pueden ver los planos del recinto, donde se identifican las aulas para

impartición de cursos y actividades en la planta inferior junto a los camerinos del

teatro; en la primera planta se encuentra la entrada al edificio, empleada para la

ubicación de exposiciones y los despachos pertenecientes a la administración de la

Concejalía de Cultura; y finalmente, en la segunda planta se encuentra el teatro.


44

Figura 18 Vista en planta de la Casa de la Cultura

Figura 19 Sección de la Casa de la Cultura


45

3.5. Descripción del interior del recinto. Centrando ahora el análisis exclusivamente en el recinto del teatro, y en base a la

descripción de los diferentes usos de este descritos anteriormente se puede concluir

en que se trata de una sala polivalente, empleada para representaciones de música,

danza, teatro o exposiciones.

En la figura 20 a continuación se muestra el plano de la sala, donde se puede observar

que cuenta con una única zona de audiencia principal, que es el patio de butacas. Este

se puede dividir a su vez en 3 secciones: la zona central, la zona trasera y los dos

laterales.

Figura 20 Plano del Teatro de la Casa de la Cultura

Por otra parte, se distingue la zona escénica, que cuenta con una parte central donde

se emplaza el escenario y las áreas laterales de los bastidores. Mirando de frente al

escenario, en el lateral izquierdo se encuentra el acceso al montacargas, separado por

una puerta metálica; en el lado derecho se encuentra el acceso a las escaleras de

caracol que comunican el teatro con los camerinos de la planta inferior y con el acceso

a la cabina en la planta superior.

Finalmente, en la parte superior del teatro, situado frente a la caja escénica sobre las

últimas filas del patio de butacas, se encuentra la cabina de control. Esta cabina está

separada del teatro por un cristal que permite la visualización de todo el escenario. En

la cabina se encuentran los controles de niveles de iluminación, puesto que el

movimiento de los focos no está automatizado, así como la mesa de mezclas y el rack

con los diferentes elementos acústicos listados en el punto 3.3. a excepción de los

altavoces, que se encuentran distribuidos, lógicamente, en el interior el teatro.


46

En la figura 21 se muestra una imagen del rack que se encuentra en el interior de la

cabina, así como una identificación de cada uno de los elementos que lo componen.

Figura 21 Rack de equipos en la cabina de control

4. Estudio acústico de la

sala según la norma

UNE-EN ISO

3382-1:2010


49

4.1. Introducción Cuando se realiza el estudio acústico de un recinto se debe tener en cuenta el factor

subjetivo que introduce la percepción individual de cada persona. Es por eso por lo

que, para poder extraer unos resultados objetivos de un estudio acústico, estos

resultados se deben analizar en base a unas magnitudes normalizadas que permiten

realizar evaluaciones objetivas de la acústica de salas.

En este capítulo se realiza el análisis de la toma de medidas in situ en el recinto, que

cumplan con dicho criterio y que serán posteriormente utilizadas durante el estudio

acústico para la caracterización de la sala y el ajuste del modelo de la simulación. La

toma de medidas se realiza de acuerdo con la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010, en la

que se describe el procedimiento para la toma de medidas en distintos tipos de salas.

En particular en el presente proyecto solo le miden los valores del tiempo de

reverberación y del ruido de fondo, puesto que estos parámetros son suficientes para

posteriormente ajustar el modelo digital con el que se realizará el estudio acústico por

medio de la simulación en EASE.

En este capítulo, por tanto, se realiza un análisis de la norma empleada en la toma de

medidas, una descripción de la puesta en práctica del procedimiento descrito, la

programación y ejecución de la medición, el procesado de datos y los resultados

obtenidos. Finalmente, se concluye el capítulo con un análisis de los resultados que

permiten una caracterización inicial de la sala.

4.2. Análisis de la norma La norma UNE-EN ISO 3382 está dedicada a la medición de parámetros acústicos en

recintos y consta de tres partes:

● Parte 1 (2010): Salas de espectáculos

● Parte 2 (2008): Tiempo de reverberación en recintos ordinarios

● Parte 3 (2012): Oficinas diáfanas

En este proyecto, para la toma de medidas y el análisis de los resultados, se seguirán

las indicaciones de la parte 1 de la norma. A continuación, se describen las pautas

generales establecidas en la norma en cuanto a las condiciones de medida,

procedimiento y equipamiento a emplear, y en posteriores apartados de este capítulo

se describe la puesta en práctica del procedimiento para la toma de medidas.

4.2.1. Condiciones de medición, instrumental y posiciones

En este apartado se indican los requisitos que establece la norma en cuanto a la

instrumentación empleada, así como a las diferentes posiciones que se deben cubrir

durante la toma de medidas.

También establece las condiciones de temperatura y humedad relativa para considerar

válidas las medidas obtenidas, requiriendo una precisión de al menos ±1ºC y ±5%

respectivamente.

Se indica también la necesidad de detallar en cada una de las medidas la situación de

los elementos que componen la sala. En este caso, puesto que no se dispone de foso

de orquesta ni mobiliario particular, será suficiente con indicar la posición de los

telones, que durante todo el proceso de medida se encontrarán abiertos.


50

En primer lugar, se describen las condiciones que deben cumplir los instrumentos de

medición:

Fuente acústica: La norma establece que la fuente debe ser lo más

omnidireccional posible, además de ser capaz de emitir un nivel de presión

acústica suficiente en todas las bandas de octava comprendidas entre 125 Hz y

4 kHz, como para poder determinar las curvas de decrecimiento de la fuente

sin verse influidas por el valor medio del ruido de fondo, buscando que el nivel

medido esté, por lo general, 45 dB por encima del mismo en cada banda de

frecuencias. La norma también establece el valor máximo de desviación

admisible por directividad de la fuente.

Micrófonos y equipo de análisis: La norma establece que se debe emplear

un micrófono con un patrón omnidireccional, y el equipo de registro a utilizar

durante la medida ha de ser de Tipo 1, de acuerdo con la Norma IEC 61672-1.

También se marcan los requisitos mínimos para el dispositivo empleado en la

medición del decrecimiento de nivel de la señal, así como el requisito

indispensable de garantizar la no saturación en ninguna parte del sistema

empleado en la medición, especialmente en la fuente acústica.

Una vez establecidos los requisitos que deben cumplir los instrumentos para realizar la

medición, se procede a describir las condiciones para las posiciones de medición:

Para la fuente se requieren un mínimo de dos a tres posiciones diferentes, empleadas

donde generalmente estarían situadas las fuentes naturales del recinto, y a una altura

de su centro acústico de 1,5 m por encima del suelo.

Las posiciones de micrófono deben estar situadas en diferentes ubicaciones

representativas de donde se encontraría la audiencia durante la representación de

eventos, intentando cubrir la mayor parte de superficie de asientos. También establece

la norma que se deben tener en cuenta puntos de la sala donde, debido a su

disposición, puedan sufrir cambios respecto al resto de valores medidos, como por

ejemplo palcos o anfiteatros, o zonas cercanas a las paredes. El número de posiciones

de micrófono se determina en función del tamaño de la sala, como se indicará más

adelante.

4.2.2. Procedimientos

La norma ISO 3382-1 establece dos procedimientos para la medición del tiempo de

reverberación de una sala: el método de ruido interrumpido y el método de la

respuesta impulsiva integrada. La norma también determina el rango de bandas de

frecuencia que la medición ha de cubrir en función del método aplicado. En este

proyecto se hará uso del rango establecido para el método de ingeniería, también

empleado en el método de precisión, que marcan un rango de trabajo de 100 Hz a 5

kHz en bandas de tercio de octava.

El método del ruido interrumpido consiste en la emisión de ruido eléctrico de

banda ancha de carácter aleatorio o pseudoaleatorio, a un nivel

suficientemente superior al del ruido de fondo, entre 35 dB y 45 dB de margen

por encima del mismo, para la obtención del T30, y garantizando un régimen

estacionario de excitación de la sala durante al menos la duración del tiempo

de reverberación. Una vez se alcanza el régimen estacionario, se interrumpe la


51

emisión de ruido y se mide la evolución del decrecimiento de la energía en el

recinto con el tiempo.

La principal ventaja de este método es su facilidad de ejecución y bajo coste

instrumental. Sin embargo, presenta una limitación, y es que este método solo

sirve para la obtención del valor del tiempo de reverberación, además de

requerir de la toma de numerosas medidas de este parámetro debido al

carácter aleatorio de la señal de ruido emitida.

Sin embargo, puesto que en este proyecto solo se busca realizar la medida del

tiempo de reverberación, este método será suficiente para llevar a cabo el

objetivo.

El segundo método contemplado por la norma es el conocido como método de

la respuesta impulsiva integrada.

Este procedimiento se basa en la obtención de la respuesta al impulso de la

sala. A partir de esta respuesta y procesando los resultados se pueden obtener

multitud de parámetros acústicos, como por ejemplo el tiempo de

reverberación, el espectro de frecuencia, los niveles de presión sonora, índices

de inteligibilidad, etc.

La respuesta impulsiva puede obtenerse utilizando diferentes señales, como

por ejemplo el uso de disparos de una pistola, la emisión de señales de

secuencia de longitud máxima (MLS) o señal de barrido de tonos. En cualquier

caso, la condición que debe cumplir la señal empleada, sea cual sea, es

garantizar un nivel de presión sonora suficientemente alto para que permita la

excitación de todo el recinto y que esté al menos 45 dB por encima del nivel del

ruido de fondo para la obtención de T20.

4.2.3. Evaluación de las curvas de decrecimiento

En la norma también se establece el procedimiento para la evaluación de las curvas

de crecimiento y decrecimiento y la determinación del tiempo de reverberación. En

concreto, para obtener el valor de T30 la norma considera el intervalo comprendido

entre 5 dB y 35 dB por debajo del régimen estacionario de la señal, y para el T20, de 5

dB a 25 dB. La pendiente de la recta indica la tasa de decrecimiento d medida en

decibelios por segundo.

4.3. Medida del tiempo de reverberación El tiempo de reverberación es un parámetro fundamental para la caracterización de la

acústica de una sala, ya que se trata de un factor determinante para los posibles usos

de un recinto. Se define como el tiempo que transcurre desde que la fuente detiene la

emisión sonora hasta que el nivel de presión acústica decae 60 dB.

La razón principal por la que se mide el tiempo de reverberación es porque es el

parámetro que mejor representa las características acústicas de una sala.


52

4.3.1. Condiciones de medida

Para la ejecución de la toma de medidas in situ del tiempo de reverberación en el

teatro se ha seguido el procedimiento descrito en la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010,

que es una caracterización de la norma UNE-EN ISO 3382 para recintos como

auditorios, salas destinadas a la palabra o a la música.

La norma establece los siguientes requisitos a cumplir durante todo el proceso de

medida: el recinto de estudio debe estar desalojado y cerrado, con el telón recogido y

el foso debajo del escenario (si existe) cerrado.

Aunque la importancia de la contribución del aire es bastante baja para el ensayo, para

poder establecer la precisión se mide la temperatura y se establece la humedad

relativa, siendo de 23º y 30% respectivamente.

Con la finalidad de obtener una mayor precisión de la medida se establecen dos

posiciones de emisión para la fuente, ambas situadas en el escenario, cumpliendo el

requisito que establece la norma de posicionarla a 1,5 m del suelo.

Se seleccionan también las diferentes posiciones de micrófono distribuidas por la zona

de audiencia con la finalidad de dar una cobertura completa al recinto ya que los

materiales se encuentran distribuidos uniformemente por la sala, y consecuentemente

sus coeficientes de absorción y difusión también lo estarán. De este análisis inicial

resultan finalmente 10 posiciones de micrófono. En todas ellas se cumple que el

micrófono se sitúe a una altura de 1,2 m del suelo, ya que es la altura estimada a la

que se encuentra la cabeza de un oyente sentado, pudiendo garantizar que para cada

uno de los puntos de medida se cumplen el resto de las condiciones especificadas en

la norma, descritas a continuación:

La distancia desde cada posición de micrófono a la superficie reflectante más

cercana deber ser al menos ¼ de longitud de onda.

La separación entre los distintos puntos debe ser una distancia superior a 2 m,

evitando posiciones simétricas.

Las posiciones han de estar separadas de la fuente emisora una distancia

mayor de 2,5 m para evitar una influencia excesiva del sonido directo.

A continuación, se indican las coordenadas de las posiciones de la fuente emisora en

el escenario (tabla 9), los puntos de medida en las zonas de audiencia (tabla 10) y su

posterior representación sobre la vista en planta del modelo arquitectónico (figura 22).

Tabla 9 Posiciones de la fuente

Puntos de

emisión

Coordenadas

x y z

F1 0.94 3.12 2.53

F2 -2.41 6.31 2.53


53

Tabla 10 Posiciones de micrófono

Punto de

medida

Coordenadas

x y z

1 -1.21 10.45 1.66

2 -7.43 12.59 2.76

3 7.42 12.89 2.70

4 -2.68 14.83 2.27

5 2.69 18.54 2.70

6 1.61 11.42 1.87

7 -2.09 18.90 2.16

8 4.52 13.30 2.36

9 -0.07 17.75 2.49

10 -5.07 10.59 2.34

Figura 22 Posiciones de medida de fuente y micrófonos


54

4.3.2. Equipamiento y conexionado

Una ver se han definido las condiciones de medida que se deben cumplir, así como los

requisitos para seleccionar las posiciones de fuente y micrófono, se indica a

continuación el equipamiento que se precisa para realizarlas, describiendo también el

conexionado y la configuración en particular para el caso de este proyecto en

concreto.

Para la adquisición de los datos de las medidas realizadas se emplea un sistema de

medida de ruido y vibraciones externo, denominado Symphonie, desarrollado por

01dB. Consiste en un conjunto de transductores conectados a una pequeña unidad de

adquisición que transfiere los datos en tiempo real a un ordenador portátil mediante

una interface CaCard (PCMCIA).

El paquete de software empleado para procesar y mostrar los datos a través del PC se

denomina dBbati32, y es el módulo de acústica en edificios mediante el cual se realiza

el estudio completo de las medidas del tiempo de reverberación. El sistema de emisión

sonora empleado es una fuente dodecaédrica omnidireccional DO12 y el sistema

receptor es un micrófono G.R.A.S. compuesto por un preamplificador del tipo 26AK

y una cápsula de micrófono prepolarizada 40AF.

También se utilizará el amplificador de potencia XLS 2002 para amplificar las

señales emitidas por la fuente, puesto que como se ha indicado anteriormente, será

necesario garantizar un margen de trabajo al menos 35 dB por encima del ruido de

fondo, por lo que el nivel de presión de la señal emitida debe tener capacidad de ser lo

suficientemente alto para cumplir con este requisito. Por último, también se empleará

un calibrador Cal01 de 01dB para comprobar la sensibilidad del micrófono previa a la

medida.

En la figura 23 se muestra un esquema y la descripción del conexionado de los

equipos empleados en el ensayo:

Figura 23 Diagrama de conexionado para la medida del tiempo de reverberación

Recorriendo el esquema de la figura 23 desde el origen de la señal de derecha a

izquierda, en primer lugar, se encuentra el PC, conectado al sistema de adquisición de

datos Symphonie a través de la tarjeta PCMCIA. A una de las entradas del Symphonie

se conecta el micrófono mediante un cable de conectores LEMO de 7 pines; esta

conexión será la que permitirá el retorno de los datos de medida al software de

procesado. Por otra parte, a la salida de Symphonie se conecta una de las entradas

del amplificador de potencia XLS 2002 por medio de un cable con conectores Canon o

XLR. Finalmente, se conecta la salida correspondiente al amplificador de potencia a la

fuente omnidireccional DO12 mediante un cable con conectores Speakon.


55

El único cableado adicional, independiente de la configuración del sistema, pero

necesario para su funcionamiento, es la alimentación del amplificador de potencia, así

como la del PC. Estas últimas conexiones no se han representado en la figura por

considerarse poco representativas para la configuración de la medida.

4.3.3. Método de evaluación y configuración de la medida

De los diferentes métodos descritos en la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010, se ha

optado por seguir el método de ruido interrumpido para la medida del tiempo de

reverberación.

Este método consiste en la reproducción de una señal en el recinto de estudio hasta

que se alcance el estado estacionario; en ese momento, se detiene la emisión de la

señal y se registra el tiempo que tarde en disminuir el nivel de presión sonora 60 dB.

Una vez realizado el conexionado entre equipos descrito en el punto anterior, se

procede a configurar el software para el procesado de las medidas. En el caso de este

proyecto, será dependiente de las características del Symphonie y del software

dBBati32. En primer lugar, se configura el transductor empleado seleccionando el

correspondiente de la base de datos del sistema, así como el calibrador que se va a

utilizar. Se activa el canal del Symphonie al que se ha conectado el micrófono, se

asigna el transductor y se calibra, comprobando que el nivel medido corresponda a 94

dB ± 3 dB. En la figura 24 se muestra la pantalla de calibración del micrófono.

Figura 24 Calibración del micrófono con el software dBbati32

Una vez calibrado el transductor, se configura la medida del tiempo de reverberación,

creando un controlador de gestión de medidas y seleccionando dicho parámetro. En

las siguientes figuras (25 y 26) se muestran las pantallas de configuración de la señal

de emisión aleatoria de banda ancha (ruido rosa), configurado para bandas de tercio

de octava desde 100 Hz hasta 5 kHz, y asignando una duración de la medida de 5s,

para poder, de esta forma, automatizar las medidas y no tener que activar y desactivar

manualmente la fuente. Se ha comprobado que con la duración de la medida se llega

a alcanzar el régimen estacionario en la sala antes de interrumpir la señal de emisión,

puesto que esta es una de las condiciones especificadas por la norma para la medida

de este parámetro.


56

Figura 25 Configuración general de la medida del tiempo de reverberación

Figura 26 Configuración del rango dinámico para la medida del tiempo de reverberación

En este caso, como se puede ver en la figura 26, se configura la medida con un

margen dinámico de 20 dB, ya que el tiempo de reverberación se puede evaluar

basándose en un rango inferior a 60 dB, debido a la dificultad de poder disponer de

dicho rango de evaluación en el ensayo. La justificación de esta aproximación es

debida a que la evaluación subjetiva de la reverberación está relacionada con la

primera parte del decrecimiento del sonido, de forma que permite estimar el valor del

tiempo de reverberación a partir del nivel estacionario de la sala. Además, la relación

señal a ruido en las mediciones de campo requiere un nivel de señal de ruido de al

menos 35 dB, es decir, que el nivel total esté al menos 35 dB por encima del nivel de

ruido en la sala; de esta forma se garantiza que al final de la caída el ruido de fondo se

sitúe al menos 10 dB por debajo del nivel medido [13].


57

4.3.4. Ejecución del proceso y presentación de resultados

Una vez se ha completado la configuración del controlador de medida, se puede

comenzar la obtención de datos, ejecutándose con el software dBbati32.

Tras la configuración descrita anteriormente del software empleado, el sistema se

encarga de realizar las medidas de forma automática, capturando los datos recogidos

por el sistema de adquisición (Symphonie) a través del micrófono mientras emite la

fuente de forma automática, y mostrando por pantalla el tiempo de reverberación y las

diferentes caídas de nivel de presión sonora a diferentes frecuencias.

El proceso de toma de medidas se realiza para cada una de las posiciones que

resultan de la combinación de fuente y micrófono indicados en las tablas 9 y 10, que

hacen un total de 20 posiciones (2 de fuente por 10 de micrófono). Para cada uno de

los puntos se realizarán dos medidas, configurando además el controlador para

proporcionar un promediado calculado de forma automática de cada par de caídas por

punto.

Se comprueba en cada la medida que la desviación en las diferentes bandas de

frecuencia no sea demasiado baja, descartando así todas las medidas que no cumplan

con esta condición y, por tanto, repitiéndolas.

Una vez finalizado el proceso, se exportan los resultados a un fichero Excel, donde

posteriormente se utilizarán para los diferentes cálculos a realizar sobre los datos

obtenidos.

A continuación, se muestran los resultados del proceso de medida del tiempo de

reverberación en cada punto, mostrando únicamente los valores promediados de las

múltiples medidas en cada punto, agrupadas por posiciones de fuente. De tal forma,

en la tabla 11 se muestran el promediado de las medidas en cada posición de

micrófono para la posición de fuente 1, y en la tabla 12 se muestra el promediado

correspondiente a cada posición de micrófono para la posición de fuente 2.

Respectivamente, en la figura 27 se representan gráficamente los valores del tiempo

de reverberación correspondientes a los valores de la tabla 11 asociados a la fuente 1,

y en la figura 28 se representan los correspondientes a la tabla 12 asociados a la

posición de fuente 2. En el Anexo IV se adjuntas los ficheros con todas las medidas

obtenidas en cada punto, indicando tanto los valores individuales obtenidos como el

promediado automático calculado por el propio software.


58

Tabla 11 Tiempo de reverberación promediado por posición de micrófono para la posición de

fuente 1

f

[Hz]

T1

[s]

T2

[s]

T3

[s]

T4

[s]

T5

[s]

T6

[s]

T7

[s]

T8

[s]

T9

[s]

T10

[s]

T1

[s]

100 1,26 1,65 1,50 1,77 2,02 2,14 1,78 1,26 1,61 2,03 1,70

125 1,83 1,44 1,24 1,71 1,70 1,99 1,93 1,78 1,42 1,83 1,69

160 2,18 1,08 0,93 1,87 1,63 1,40 0,83 1,90 1,82 2,52 1,61

200 1,71 1,59 1,43 1,32 1,20 1,13 1,46 1,17 1,35 1,64 1,40

250 1,23 1,04 1,21 1,38 1,04 1,33 0,90 0,92 0,98 1,20 1,12

315 0,90 0,91 0,89 1,04 0,89 1,14 1,03 1,07 0,86 0,91 0,96

400 0,84 0,91 0,82 0,85 0,75 0,76 0,78 0,97 0,89 0,84 0,84

500 0,76 0,84 0,90 0,74 0,76 0,71 0,85 0,75 0,75 0,78 0,78

630 0,70 0,71 0,77 0,76 0,73 0,72 0,68 0,76 0,68 0,62 0,71

800 0,66 0,77 0,80 0,78 0,68 0,80 0,82 0,75 0,67 0,79 0,75

1000 0,71 0,68 0,74 0,75 0,71 0,75 0,71 0,76 0,73 0,76 0,73

1250 0,73 0,81 0,73 0,70 0,75 0,68 0,69 0,72 0,72 0,69 0,72

1600 0,64 0,70 0,69 0,70 0,79 0,69 0,72 0,72 0,71 0,73 0,71

2000 0,59 0,73 0,75 0,69 0,80 0,71 0,69 0,69 0,76 0,60 0,70

2500 0,61 0,74 0,77 0,71 0,72 0,70 0,74 0,66 0,86 0,73 0,72

3150 0,66 0,75 0,71 0,74 0,74 0,66 0,73 0,73 0,75 0,70 0,72

4000 0,58 0,76 0,73 0,70 0,81 0,67 0,72 0,69 0,72 0,70 0,71

5000 0,67 0,65 0,66 0,66 0,83 0,62 0,62 0,69 0,69 0,59 0,67

Figura 27 Gráfico del tiempo de reverberación en cada punto para la posición de fuente 1

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

100 1100 2100 3100 4100

Tie

mp

o d

e re

verb

erac

ión

[s]

Frecuencia [Hz]

Tiempo de reverberación medido para la primera posición de fuente

Mic1

Mic2

Mic3

Mic4

Mic5

Mic6

Mic7

Mic8

Mic9

Mic10

TOTAL


59

Tabla 12 Tiempo de reverberación promediado por posición de micrófono para la posición de

fuente 2

f

[Hz]

T1

[s]

T2

[s]

T3

[s]

F4

[s]

T5

[s]

T6

[s]

T7

[s]

T8

[s]

T9

[s]

T10

[s]

T2

[s]

100 2,00 2,06 1,98 1,75 1,07 1,20 1,51 2,12 1,81 1,79 1,73

125 1,77 2,08 1,59 1,85 1,34 1,47 1,48 1,29 1,68 1,71 1,63

160 1,44 1,59 1,51 1,69 1,11 1,53 1,31 1,26 1,37 1,44 1,43

200 1,30 1,20 1,35 1,17 1,29 1,38 1,30 1,06 1,41 1,23 1,27

250 1,28 1,23 0,88 1,10 1,03 1,22 1,04 1,09 0,91 1,27 1,11

315 0,95 0,95 0,94 0,81 0,94 0,91 0,85 0,78 1,01 0,86 0,90

400 0,89 0,87 0,68 0,73 0,70 0,66 0,77 0,85 0,82 0,82 0,78

500 0,82 0,73 0,90 0,61 0,84 0,90 0,80 0,73 0,79 0,83 0,80

630 0,75 0,76 0,91 0,72 0,73 0,82 0,73 0,69 0,70 0,78 0,76

800 0,74 0,75 0,81 0,81 0,76 0,69 0,72 0,67 0,70 0,69 0,73

1000 0,70 0,74 0,71 0,64 0,70 0,74 0,74 0,69 0,75 0,76 0,72

1250 0,66 0,80 0,84 0,71 0,76 0,70 0,80 0,68 0,82 0,66 0,74

1600 0,66 0,70 0,82 0,66 0,76 0,67 0,74 0,70 0,69 0,69 0,71

2000 0,66 0,74 0,69 0,67 0,73 0,66 0,74 0,74 0,71 0,64 0,70

2500 0,67 0,74 0,80 0,76 0,77 0,70 0,75 0,71 0,75 0,72 0,74

3150 0,71 0,76 0,66 0,73 0,82 0,68 0,71 0,67 0,68 0,69 0,71

4000 0,65 0,73 0,73 0,65 0,73 0,71 0,73 0,80 0,79 0,53 0,70

5000 0,61 0,65 0,74 0,65 0,65 0,69 0,71 0,70 0,72 0,56 0,67

Figura 28 Gráfico del tiempo de reverberación en cada punto para la posición de fuente 2

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

100 1100 2100 3100 4100

Tie

mp

o d

e re

verb

erac

ión

[s]

Frecuencia [Hz]

Tiempo de reverberación medido para la segunda posición de fuente

Mic1

Mic2

Mic3

Mic4

Mic5

Mic6

Mic7

Mic8

Mic9

Mic10

TOTAL


60

Finalmente, para disponer de un único valor de tiempo de reverberación para cada

banda de frecuencia, se realiza el promediado entre los valores de cada posición de

fuente. Se muestra en la tabla 13 dicho promediado, así como el gráfico del tiempo de

reverberación en la figura 29

Tabla 13 Promediado del tiempo de reverberación para las posiciones de fuente

f [Hz] T1 [s] T2 [s] T [s]

100 1,70 1,73 1,71

125 1,69 1,63 1,66

160 1,61 1,43 1,52

200 1,40 1,27 1,33

250 1,12 1,11 1,11

315 0,96 0,90 0,93

400 0,84 0,78 0,81

500 0,78 0,80 0,79

630 0,71 0,76 0,74

800 0,75 0,73 0,74

1000 0,73 0,72 0,72

1250 0,72 0,74 0,73

1600 0,71 0,71 0,71

2000 0,70 0,70 0,70

2500 0,72 0,74 0,73

3150 0,72 0,71 0,71

4000 0,71 0,70 0,71

5000 0,67 0,67 0,67

Figura 29 Tiempo de reverberación medido in situ en la sala

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

100 1100 2100 3100 4100

Tie

mp

o d

e re

verb

erac

ión

[s]

Frecuencia [Hz]

Tiempo de reverberación medido promediado


61

Para obtener una visibilidad de las desviaciones sufridas por las diferencias entre los

resultados obtenidos para cada punto, la norma UNE-EN ISO 3382-1:2010

proporciona una recomendación sobre la representación del tiempo de reverberación

medio en el recinto para cada punto, realizando un promediado de dicho parámetro

entre las frecuencias de 400 Hz y 1250 Hz. Debe tenerse en cuenta que el tiempo de

reverberación es un parámetro que depende de la frecuencia, y por tanto el valor

obtenido de la siguiente aproximación no es representativo del valor real de dicho

parámetro en la sala, sino solo una aproximación que permite realizar una

comparación entre los resultados obtenidos en función del punto de medida. En la

figura 30 se representa gráficamente el promedio mencionado para cada punto,

identificados en el eje horizontal de la gráfica como TX-Y donde ‘X’ corresponde a la

posición de la fuente (1 o 2) e ‘Y’ corresponde a las posiciones de micrófono (de 1 a

10).

Figura 30 Promedio en cada punto de medida entre 400 Hz y 1250 Hz

4.3.5. Análisis de resultados y conclusiones

Se debe tener en cuenta que, al trabajar con una señal de excitación de carácter

aleatorio como es el ruido rosa, el valor de la incertidumbre se verá afectado por la

misma y por el número de promediados realizados. Es para reducir esta incertidumbre

por lo que se ha medido varias veces el valor del parámetro del tiempo de

reverberación para cada combinación de fuente-micrófono.

En las figuras 27 y 28 se puede ver como hay una mayor desviación entre las medidas

obtenidas en baja frecuencia, mientras que a medida que esta aumenta, los valores

para el tiempo de reverberación tienden a unificarse, independientemente del punto.

En la figura 29 se muestra el promediado final de todas las medidas realizadas sobre

el parámetro del tiempo de reverberación. Se puede observar en esta figura que el

tiempo de reverberación es mayor en baja frecuencia y decrece cuando aumenta la

frecuencia, hasta establecerse en torno a los 0,75 s a partir de la frecuencia de 600 Hz

y manteniéndose casi constante en alta frecuencia.

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

Tie

mp

o d

e re

verb

erac

ión

[s]

Puntos de medida [Tfuente-microfono]

Tiempo de reverberación promedio según la norma ISO 3382-1:2010


62

Finalmente, observando la figura 30 que representa el promediado del tiempo de

reverberación en cada punto, se puede apreciar que las variaciones entre puntos son

mínimas, a excepción del 2-4 (posición de fuente 2, posición de micrófono 4), que

presenta un valor más bajo que la tendencia general del parámetro en la sala. Sin

embargo, puesto que se ha tratado de un caso aislado, se puede considerar que este

resultado se debe a las características particulares del punto de medida, concluyendo

en que las bandas de frecuencia implicadas en este promediado presentan un

comportamiento uniforme.

Para concluir con el análisis del parámetro del tiempo de reverberación a partir de las

medidas in situ, se debe calcular el tiempo de reverberación óptimo con la ecuación 7

que permite caracterizar la sala en función del uso para el que debe ser destinada,

atendiendo a la tabla 14, con los valores óptimos para cada finalidad definida con el

criterio de Beranek.

Tabla 14 Rangos del Tmid en función del uso de la sala

Tmid [s] Tipo de música

1,8 - 2,0 Música sinfónica

1,6 - 1,8 Música clásica

1,3 - 1,7 Música de cámara

1,2 - 1,5 Ópera

A continuación, se indica el valor del parámetro Tmid, calculado en base a la ecuación

(7). También se indica en la tabla 15 los valores del Tmid max y Tmid min calculados a partir

del valor del volumen de la sala en base a las ecuaciones (8) y (9).

Tabla 15 Tmid óptimos de la sala

Parámetro Valor [s]

Tmid max 1,21

Tmid 0,75

Tmid min 0,80

Una vez calculados estos valores, se realiza el análisis de los resultados.

En base a los rangos de datos representados en la tabla 1, se puede determinar que la

sala corresponde a la categoría de “Sala de conferencias”.

En función del valor del parámetro Tmid, se considera además que al encontrarse en el

rango de (0,7-1,0) es especialmente apta para la transmisión de la palabra.

Por otra parte, y de acuerdo con la tabla 14, atendiendo a los valores obtenidos para

los parámetros Tmid max y Tmid min se considera que la sala no es apta para

representaciones musicales, puesto que el rango óptimo para el Tmid calculado

corresponde a [0,8 – 1,21], y estos valores se encuentran por debajo del menor rango

definido para representaciones musicales (ópera) correspondiente a [1,2 – 1.5].


63

4.4. Medida del ruido de fondo El ruido de fondo se define como el nivel de presión sonora presente en una sala en

ausencia de una fuente que genere una emisión sonora. Por definición, es todo aquel

sonido no deseado que afecta negativamente a la percepción de la calidad de la señal

emitida, tanto hablada como musical.

El objetivo que se busca midiendo el ruido de fondo en un recinto es poder conocer la

posible influencia negativa que tiene en la audición general en la sala. Se busca

comparar los niveles de presión sonora obtenidos en las medidas con las curvas de

evaluación definidas en el aparado 2.4, con la finalidad de conocer las características

intrínsecas de la sala que tendrán un impacto inevitable sobre cualquier emisión

sonora en el recinto de estudio.

4.4.1. Condiciones de medida Esta segunda fase de la toma de medidas in situ consiste en la obtención de la medida

del nivel de presión sonora del ruido de fondo. Se realizarán las medidas en

condiciones de iluminación mínimas, manteniendo únicamente encendidas las de la

zona del patio de butacas y el escenario, para acercarse al máximo a la situación que

se daría en un caso de uso real del recinto.

Las medidas se realizarán en las mismas posiciones de micrófono definidas para el

tiempo de reverberación, representados en la figura 22 y descritos en la tabla 10.

Nótese en este caso que, al no haber fuente sonora implicada en la medida, no se

tienen en cuenta las posiciones definidas para la fuente.

4.4.2. Equipamiento y conexionado Una vez descritas las condiciones del escenario de medida, se procede a describir el

instrumental a emplear. En este caso, el equipamiento será el mismo descrito para la

medida del tiempo de reverberación, a excepción de la fuente emisora y su

amplificador de potencia, debido a las características del parámetro a medir.

Para la adquisición y procesado de datos se empleará igualmente el sistema de

medida externo Symphonie.

Para la captación de la señal se utiliza el mismo micrófono G.R.A.S compuesto por

un preamplificador 26AK y una cápsula de micrófono (40AF) que se conectan a la

entrada del Symphonie, y este a su vez se comunica con el PC a través de la interface

PCMCIA, proporcionando los datos para ser procesados por el software que incorpora

el sistema, dBbati32. Una vez configurado el controlador de medida del modo que se

describe a continuación, este software realiza de forma automática la medida del nivel

de presión sonora del ruido de fondo.

Previo a la realización de la medida, se volverá a utilizar el calibrador Cal01 para

comprobar la sensibilidad del micrófono.

En la figura 31 a continuación se muestra el esquema del conexionado de los equipos

empleados en el proceso de medida del ruido de fondo:


64

Figura 31 Diagrama de conexionado para la medida del ruido de fondo

Como se puede observar en la figura 31, el diagrama del conexionado empleado para

esta medida corresponde con una sección del utilizado para la medida del tiempo de

reverberación, omitiendo la parte correspondiente a la emisión de señal.

4.4.3. Método de evaluación y configuración de la medida

Se procede con la configuración del controlador de medida del software para la

automatización de estas de acuerdo con las condiciones descritas en el apartado

4.4.1. Se medirá el nivel de presión sonora asociado al ruido de fondo, y por tanto en

ausencia de emisión sonora de ninguna fuente.

En cuanto a la configuración de la medida, el procedimiento será el mismo que se ha

seguido para el tiempo de reverberación, configurando un controlador de medida en el

software dBbati32. Dicha configuración se muestra en la figura 32.


65

Figura 32 Configuración del controlador de medida del ruido de fondo

La configuración de parámetros se establece para frecuencias en bandas de tercio de

octava desde 100 Hz a 5 kHz, con una duración de la medida de 25 segundo para su

automatización.

4.4.4. Ejecución del proceso y presentación de resultados Una vez completado tanto el conexionado como la configuración del controlador de

medida que permite automatizar el proceso, se realiza la captura de datos para el nivel

de presión sonora asociado al ruido de fondo para cada una de las posiciones de

medida identificadas.

Los resultados obtenidos en este proceso se encuentran en la tabla 16, y en la figura

33 se representan dichos valores.


66

Tabla 16 Medidas del nivel de presión sonora del ruido de fondo en cada punto

f

[Hz]

P1

[dB]

P2

[dB]

P3

[dB]

P4

[dB]

P5

[dB]

P6

[dB]

P7

[dB]

P8

[dB]

P9

[dB]

P10

[dB]

SPL

[dB]

100 33,1 36,0 35,1 32,4 34,9 34,4 33,0 35,5 33,3 33,1 34,2

125 33,9 34,7 34,1 35,9 34,7 34,4 35,0 32,5 38,2 34,6 35,1

160 42,8 51,8 51,4 47,5 45,2 46,4 49,8 34,6 56,5 52,2 50,6

200 31,4 33,9 33,2 33,6 34,8 33,3 34,2 33,9 34,2 33,4 33,7

250 36,7 34,0 36,2 31,8 31,8 34,9 33,1 31,0 35,4 37,3 34,7

315 31,5 27,5 34,0 29,5 28,3 29,8 28,4 28,0 29,6 26,9 29,9

400 29,5 26,1 31,4 27,7 27,4 29,2 28,7 27,1 28,3 25,8 28,4

500 28,3 27,4 29,7 27,5 27,6 28,6 27,4 28,5 27,4 27,4 28,0

630 26,3 26,8 26,7 26,3 25,8 27,7 26,5 27,9 26,5 27,3 26,8

800 26,1 26,5 27,1 26,8 26,3 27,6 26,3 28,0 26,6 26,7 26,8

1000 27,1 26,6 26,9 26,9 26,9 28,2 26,8 28,2 26,9 26,8 27,2

1250 27,0 26,9 27,8 27,2 27,2 28,4 27,0 28,4 27,3 27,1 27,5

1600 27,0 27,2 27,5 27,3 27,5 28,2 27,3 28,0 27,4 27,3 27,5

2000 28,0 28,5 29,1 28,3 28,8 28,2 28,5 29,1 28,5 28,5 28,6

2500 29,1 29,4 29,5 29,4 29,5 29,1 29,4 29,6 29,3 29,5 29,4

3150 29,6 29,7 29,9 29,7 29,8 29,6 29,7 29,8 29,8 29,7 29,7

4000 30,7 31,1 31,3 31,0 31,1 30,7 31,1 31,2 31,1 31,1 31,0

5000 31,7 31,9 31,9 31,9 31,9 31,7 31,8 31,9 31,9 31,9 31,9

Figura 33 Gráfico del nivel de ruido de fondo en cada punto de medida y promediado

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

100 1100 2100 3100 4100

Niv

el d

e p

resi

ón

del

ru

ido

de

fon

do

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Ruido de fondo en cada punto y promediado

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

P10

Promedio


67

4.4.5. Análisis de resultados y conclusiones

Una vez se ha completado el proceso de medida del ruido de fondo en la sala, se

comienza con su análisis. Para ello, de acuerdo con los conceptos descritos en la

sección 2.4 de este documento, las diferentes curvas que se emplearán para evaluar

las características del ruido requieren de obtener los datos promediados en bandas de

octava.

Se muestra por tanto en la tabla 17 dichos valores.

Tabla 17 Nivel de ruido promediado en bandas de octava

f [Hz] SPL [dB]

125 50,8

250 38,0

500 32,6

1000 31,9

2000 33,3

4000 35,7

4.4.5.1. Curvas RC

Con la ayuda de los criterios aplicados en las curvas RC (Room-Noise Criterion), se

analizan las características de espectro del ruido de fondo medido, así como los

criterios de enmascaramiento y vibración inducida por el ruido en frecuencias bajas.

En base a este análisis de las características del ruido en la sala se proporciona

información sobre el carácter subjetivo del espectro sonoro, diferenciando entre las

molestas sensaciones de retumbo (R), siseo (H), tonalidad (T) y neutralidad (N).

En primer lugar, para poder aplicar el criterio de las curvas RC, se debe calcular el

parámetro SIL del espectro del ruido utilizando la ecuación (14), que proporciona un

promedio de los niveles de presión sonora en bandas de octava en las frecuencias de

500 Hz, 1 kHz y 2kHz:

𝑆𝐼𝐿 = 𝐿500𝐻𝑧+𝐿1𝑘𝐻𝑧+𝐿2𝑘𝐻𝑧

3 (14)

A partir de dicha ecuación, se obtiene el valor para el parámetro SIL = 32,6 dB,

calculado con los valores de la tabla 17, y por tanto, la curva RC-SIL que caracteriza la

sala corresponde a la RC-33, que según la tabla 6 corresponde a las salas de

conferencias o aulas.

En la figura 34 se muestran las curvas RC en líneas discontinuas, así como el nivel de

presión sonora del ruido de fondo en negro y la curva RC-33.


68

Figura 34 Gráfico de la evaluación del ruido de fondo por las curvas RC

En cuanto a la valoración de los resultados, se puede apreciar que a partir de 1kHz el

nivel está por encima de la curva RC-33 en un rango superior a 3dB. Este aspecto

caracteriza al recinto como ruido siseante (H).

Por otra parte, se puede ver que hay una caída abrupta de nivel en bajas frecuencias,

desde los 125 Hz hasta los 400 Hz, así como un aumento igualmente amplio en altas

frecuencias entre 2 kHz y 4 kHz. Este aspecto caracteriza a la sala como tonal (T).

De tal forma, la conclusión de la evaluación de la sala según los criterios de las curvas

RC es RC-33(H, T).

4.4.5.2. Curvas NCB

Para completar la evaluación del nivel de ruido de fondo en la sala, se realiza un

análisis en base a los criterios establecidos por las curvas NCB (Balanced Noise

Criterion Curves) para determinar la aceptabilidad de la transmisión de la palabra.

Estas curvas, creadas por Beranek, permiten clasificar el ruido de fondo presente en

un recinto cerrado entre siseante o retumbante.

Previamente a aplicar este criterio de evaluación, se debe calcular el parámetro SIL

del espectro de ruido como el promedio de nivel de presión sonora en bandas de

octava de las frecuencias de 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz y 4 kHz, denominadas frecuencias

conversacionales. La ecuación (15) muestra el cálculo de este parámetro.

𝑆𝐼𝐿 = 𝐿500𝐻𝑧+𝐿1𝑘𝐻𝑧+𝐿2𝑘𝐻𝑧+𝐿4𝑘𝐻𝑧

4 (15)

De este cálculo se obtiene un valor de SIL = 33,4 dB, por lo que la curva NCB-SIL

correspondiente será la NCB-34. En la figura 35 a continuación se representan las

diferentes curvas NCB en líneas discontinuas, y el nivel del ruido de fondo en función

de la frecuencia y la curva NCB-34 correspondiente en líneas continuas.

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

100 1000

RC

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Evaluación por medio de las curvas RC

SPL

RC-50

RC-45

RC-40

RC-35

RC-30

RC-25

RC-33


69

Figura 35 Gráfica de evaluación del ruido de fondo con las curvas NCB

De acuerdo con la tabla 7 se puede observar que la NCB-34 se encuentra en el rango

que corresponde a “Salas de conferencias / aulas” al igual que se obtuvo para la

evaluación de las curvas RC.

Finalmente, para completar la evaluación del ruido de fondo con las curvas NCB, se

analiza si el ruido es o no retumbante. Para ello se compara el espectro de la curva

NCB-SIL + 3dB, correspondiente, por tanto, a la curva NCB-37, y le nivel de presión

sonora del ruido de fondo en frecuencias inferiores a 500 Hz, representado en la figura

36.

Figura 36 Evaluación del ruido retumbante por las curvas NCB

Como se puede ver, ninguno de los valores de nivel supera la curva, por lo que el

ruido de fondo presente en la sala no se caracterizará como retumbante.

Y por último se analiza si el ruido medido es de tipo siseante. Para ello se selecciona

la curva NCB que más se ajuste a las frecuencias de 125 Hz, 250 Hz y 500 Hz, que en

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000

Niv

el d

e ru

ido

de

fon

do

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Evaluación del ruido de fondo por las curvas NCB

NCB-60

NCB-55

NCB-50

NCB-45

NCB-40

NCB-35

NCB-30

NCB-25

NCB-20

NCB-15

SPL

NCB-34

50.8

38.032.6

01020304050607080

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000

Niv

el d

e ru

ido

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Evaluación del ruido retumbante por las curvas NCB


70

este caso será la NCB-35, y se compara con los niveles de ruido medidos para

frecuencias superiores a 1 kHz, representado en la figura 37.

Figura 37 Evaluación del ruido siseante por las curvas NCB

Como se puede observar, el nivel de ruido medido supera a la curva NCB-35 a partir

de la frecuencia de 2 kHz, por lo que el ruido de fondo en este caso si se clasifica

como ruido de tipo siseante.

Para corregir este efecto negativo del ruido de fondo sería necesaria una reducción de

0,3 dB en la banda de 2kHz y de 5,7 dB en la banda de 4 kHz.

Por tanto, se puede concluir el análisis con que, a pesar de haber identificado la

presencia de ruido siseante en altas frecuencias, probablemente debido a las fuentes

de iluminación en el interior de la sala, el ruido de fondo presente en la sala de estudio

no representa un problema para el desempeño de diferentes actividades en el interior.

31.9 33.3 35.7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000

Niv

el d

e ru

ido

[d

B]

Frecuencia [Hz]

Evaluación del ruido siseante por las curvas NCB

5. Generación del modelo

de simulación


73

5.1. Introducción Una vez se ha completado el proceso de toma de medidas in situ en el recinto, el

siguiente paso es la generación del modelo de simulación virtual que se empleará para

realizar las medidas, pruebas y ajustes necesarios para el diseño del sistema de

refuerzo sonoro.

En este capítulo se describe el procedimiento seguido para crear el modelo, levantado

a partir de los planos del recinto y las medidas realizadas para completarlos, el análisis

de los materiales empleados en la sala y el proceso seguido para la verificación del

modelo a partir de la medida del tiempo de reverberación.

A partir de este modelo se diseñará el nuevo sistema de refuerzo sonoro, basado en la

actual distribución de equipos de la sala.

5.2. Modelado digital de la sala El primer paso para generar el modelo digital de la sala es, a partir de los planos

facilitados por la Casa de la Cultura, levantar el modelo 3D del recinto.

Este modelo digital se creará directamente usando el programa de simulación acústica

EASE (siglas de Enhanced Acoustic Simulator for Engineers). El procedimiento

consiste en generar punto a punto cada uno de los vértices que componen en recinto,

uniéndolos con segmentos que delimitarán las superficies de la sala. Se debe prestar

especial atención durante la creación de superficies a la identificación de las caras

interior y exterior de cada plano, puesto que esto tendrá un impacto en la fase

posterior de asignación de materiales.

De acuerdo con el procedimiento establecido, se comienza por identificar sobre el

plano los vértices que componen el teatro y definiendo sus coordenadas a partir de las

medidas realizadas.

De esta forma, uniendo los vértices para crear los segmentos y finalmente las

superficies, se definen las estancias que componen la sala: la sala principal

compuesta por el patio de butacas, la cabina y la caja escénica. Se debe tener en

cuenta que para el análisis de este modelo no se contempla el impacto del exterior

sobre la sala a excepción del análisis del ruido de fondo, de forma que no se incluirán

en el modelo las salas anexas al teatro aun estando separadas por una puerta, como

por ejemplo las escaleras, los camerinos de la planta inferior, el interior de la cabina

aislado por el cristal, etc.

La principal dificultad encontrada durante el diseño del modelo es la de hacer

converger en un único espacio todas las estancias y elementos del recinto. Para evitar

ciertas incoherencias que conllevaban utilizar coeficientes de absorción ilógicos con

respecto a la identificación de materiales realizada en la sala, se ha optado por

suprimir el pasillo de acceso a la cabina, que consiste en una superficie de rejilla

metálica de medio metro de ancho que sale desde la parte superior del escenario

hasta la cabina.

En la figura 38 se muestra a continuación el resultado del modelo 3D de la sala en

EASE.


74

Figura 38 Vista 3D del modelo de la sala

Una vez se ha completado el modelado estructural de la sala, se introducen los

diferentes planos auxiliares que permitirán representar algunas superficies como la del

patio de butacas o las cortinas de la zona del escenario.

En la figura 39 a continuación se muestran las diferentes vistas del resultado del

modelado del teatro.

Figura 39 Vistas de la sala en EASE


75

5.3. Asignación de materiales El siguiente paso para la creación del diseño digital es la asignación de materiales a

las distintas superficies que componen la sala. De esta forma, se realiza un análisis en

el teatro de sus materiales, identificando sobre el plano del recinto a que superficie en

EASE corresponde cada uno de estos materiales.

EASE permite la creación de materiales en su propia base de datos, de forma que se

tratará de identificar los materiales que más se ajusten a las características reales

tanto en composición como en absorción de los recogidos dentro del documento de la

referencia [3]. Posteriormente, se medirá el tiempo de reverberación de la simulación y

se comparará con el valor obtenido de las medidas in situ, que permitirá identificar el

ajuste necesario en los valores de absorción de los materiales empleados, hasta

conseguir la desviación mínima entre el valor del parámetro obtenido durante las

medidas reales y el proporcionado por la simulación.

La mayor parte de la edición de coeficientes ha sido necesaria en los materiales de

tipo tejidos (terciopelo del telón o butacas), debido a su impacto en bajas frecuencias.

Por otra parte, también ha sido necesaria la modificación del material que compone la

superficie intermedia del techo consistente en una rejilla metálica, que provocaba una

gran desviación en el valor del tiempo de reverberación en todas las bandas de

frecuencia.

En la tabla 18 a continuación se listan los materiales empleados, así como una breve

descripción de estos. En la tabla 19 se indican los valores de absorción sonora finales

para cada uno de los materiales anteriormente listados.

Tabla 18 Descripción de los materiales empleados en la sala

Material Descripción

Butaca Butaca tapizada de terciopelo

Cemento Muro pintado que compone las paredes

Linóleo Suelo de la zona escénica

Pavimento Pavimento de goma sobre cemento

Techo Techo compuesto por planchas de escayola

Rejilla Techo de metal acústico perforado con fibra de vidrio

Telón Tejido de terciopelo empleado en las cortinas laterales

Terciopelo Terciopelo liso colgado que cubre la parte trasera del escenario

Vidrio Ventana simple que limita con la cabina de control


76

Tabla 19 Valores del coeficiente de absorción de los materiales empleados en la sala

Material

f

[Hz]

Buta

ca

Cem

ento

Lin

óle

o

Pavim

ento

Techo

Rejil

la

Teló

n

Terc

iopelo

Vid

rio

100 0.20 0.03 0.02 0.04 0.02 0.27 0.04 0.03 0.04

125 0.20 0.03 0.02 0.04 0.02 0.29 0.04 0.03 0.04

160 0.21 0.03 0.02 0.04 0.02 0.30 0.07 0.09 0.04

200 0.21 0.03 0.02 0.04 0.03 0.35 0.10 0.15 0.04

250 0.22 0.03 0.03 0.04 0.03 0.43 0.12 0.21 0.04

315 0.20 0.04 0.03 0.05 0.03 0.50 0.20 0.27 0.04

400 0.19 0.05 0.03 0.07 0.04 0.55 0.27 0.33 0.03

500 0.17 0.06 0.03 0.08 0.04 0.55 0.35 0.39 0.03

630 0.18 0.07 0.03 0.09 0.04 0.58 0.38 0.41 0.03

800 0.19 0.08 0.03 0.11 0.05 0.56 0.42 0.43 0.03

1000 0.20 0.09 0.04 0.12 0.05 0.55 0.45 0.45 0.03

1250 0.21 0.07 0.04 0.12 0.06 0.56 0.43 0.42 0.03

1600 0.22 0.06 0.04 0.11 0.05 0.59 0.40 0.38 0.02

2000 0.23 0.04 0.04 0.11 0.05 0.60 0.38 0.35 0.02

2500 0.23 0.05 0.04 0.11 0.05 0.57 0.37 0.33 0.02

3150 0.23 0.05 0.04 0.10 0.06 0.57 0.37 0.32 0.02

4000 0.23 0.06 0.04 0.10 0.06 0.55 0.36 0.30 0.02

5000 0.23 0.06 0.04 0.10 0.06 0.56 0.36 0.30 0.02

En las gráficas representadas a continuación (figuras de la 40 a la 48) se muestran las

curvas correspondientes a los valores de absorción de cada uno de los materiales

empleados en el modelo digital en función de la frecuencia.

Dado que la información de cada material [3] corresponde únicamente a los valores

del coeficiente de absorción en bandas de octava, se ha realizado una interpolación de

los valores de cada coeficiente que da lugar a la tabla 19.

Figura 40 Coeficiente de absorción de las butacas

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

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

Co

efic

ien

te d

e ab

osr

ció

n

Frecuencia [Hz]

Butacas


77

Figura 41 Coeficiente de absorción de las paredes

Figura 42 Coeficiente de absorción del linóleo

Figura 43 Coeficiente de absorción del pavimento

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Paredes

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Linoleo

0

0.05

0.1

0.15

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

Co

efic

ien

te d

e a

bso

rció

n

Frecuencia [Hz]

Pavimento


78

Figura 44 Coeficiente de absorción del techo

Figura 45 Coeficiente de absorción de la rejilla metálica que cubre el techo

Figura 46 Coeficiente de absorción de las cortinas de terciopelo

0

0.02

0.04

0.06

0.08

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Techo

00.10.20.30.40.50.60.7

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Rejilla metálica

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Cortinas


79

Figura 47 Coeficiente de absorción del telón de terciopelo

Figura 48 Coeficiente de absorción del vidrio

5.4. Asignación de texturas Como parte de la creación del modelo, aunque desde una perspectiva más estética

que acústica, el software EASE permite la creación y asignación de texturas a las

diferentes superficies del recinto, de forma que se pueden llegar a obtener imágenes

que se asemejan a una fotografía real del recinto.

El proceso de creación y asignación de texturas es semejante al seguido previamente

para la creación de materiales. En este caso, se crean las nuevas texturas

asignándoles los valores correspondientes de intensidades de las distintas

características del material (difusión, reflexión, etc.), se incluye la imagen, se

determinan las dimensiones de la textura, propiedades de colocación y el color y se

guarda el nuevo fichero. Una vez creados se añaden a la base de datos del proyecto

por medio del módulo de edición de EASE, al igual que se hizo para los materiales.

Finalmente, solo resta asignar las distintas texturas creadas a cada una de las

superficies de la sala. El resultado visual de este proceso se muestra a continuación

en las figuras 49 y 50:

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Telón

00.005

0.010.015

0.020.025

0.030.035

0.040.045

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

Co

efic

ien

te d

e ab

sorc

ión

Frecuencia [Hz]

Vidrio


80

Figura 49 Representación de la sala con texturas (1)

Figura 50 Representación de la sala con texturas (2)


81

5.5. Asignación de áreas de audiencia El siguiente paso para terminar de generar el modelo es añadir las áreas de audiencia.

Se trata de planos auxiliares que se definen sobre cualquier zona de audiencia (en

este caso solo sobre el patio de butacas al no disponer de palcos), y sobre los cuales

se obtendrán las diferentes medidas del estudio que representarán la percepción de

los oyentes dentro del recinto. Para lograr el objetivo de que sean representativas de

la posición que ocuparía el oyente, estos planos se colocan a una distancia del suelo

de aproximadamente 1,2 metros, que es la altura que corresponde de media a una

persona sentada.

En la figura 51 a continuación se muestra la distribución de las áreas de audiencia por

el patio de butacas.

Figura 51 Áreas de audiencia asignadas en EASE

6. Diseño del sistema de

refuerzo sonoro

propuesto


85

6.1. Introducción Una vez creado el modelo digital del recinto que se empleará para la simulación, se

procede a realizar el diseño del sistema de refuerzo sonoro, tomando como base la

distribución de elementos actual en el propio teatro.

Los requisitos que se busca cumplir con el diseño realizado son los siguientes:

Uniformidad del campo sonoro directo en las zonas de audiencia para cada

canal principal del sistema (L y R), tratando de obtener un nivel de presión

sonora directo lo más homogéneo posible en la sala, estudiando inicialmente

para la frecuencia de referencia de 1 kHz. Los cálculos con EASE se hacen

considerando suma no coherente de presiones.

Ecualización de los canales principales del sistema (L y R). Se ajustará la

potencia eléctrica en cada banda para garantizar que el campo total en

promedio en la zona de audiencia cumpla con la curva de ecualización X,

empleada en el ajuste de salas, y representada en la Figura 52 de acuerdo con

la norma ISO-2969.

Nivel total mínimo por cada canal principal del sistema (L y R) en promedio

SPLtotal(A) = 90 dB(A).

Figura 52 Curva de ecualización X

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

100 1000 10000

Po

nd

erac

ión

[dB

]

Frecuencia [Hz]

Curva X


86

6.2. Propuesta de sistema de refuerzo sonoro En esta sección se describe el procedimiento seguido para diseñar el nuevo sistema

de refuerzo sonoro, desde la elección de los altavoces a emplear hasta los ajustes

necesarios, tratando de adaptar la ubicación de estos a la distribución actual de

altavoces en la sala.

6.2.1. Elección y colocación de los altavoces

El primer punto del diseño del sistema de refuerzo sonoro consiste en la selección de

los altavoces que compondrán el sistema, y en base a los cuales se realizarán los

ajustes posteriores que se describen en los siguientes puntos de este capítulo.

El principal criterio en base al cual se seleccionan los altavoces es a la potencia

máxima que son capaces de proporcionar, puesto que esto nos permitirá garantizar

que se cumpla el criterio del diseño de alcanzar un nivel uniforme en la sala de 90 dB.

Además, puesto que en el teatro ya se dispone de diferentes sistemas de filtros,

ecualizadores, mesa de mezclas, etc., que no forman parte del sistema de refuerzo

que se pretende diseñar en este proyecto, se buscará que los nuevos altavoces sean

compatibles con el resto de los sistemas ya que deberán funcionar conjuntamente, y

por tanto se buscarán altavoces cuya impedancia equivalente sea de 8Ω.

Para poder acotar el conjunto de selección de altavoces, se restringirá la selección a

los que componen la base de datos EASE ya que esto facilitará el proceso de incluir

los altavoces en el modelo.

Una vez realizado un análisis de estos altavoces, se ha optado por seleccionar los

siguientes modelos indicados en la tabla 20:

Tabla 20 Modelos de altavoz seleccionados

Modelo Posiciones

JBL AC221200A Centrales

JBL MRX515 Distribuido (laterales y traseros)

Como se indica en la tabla 20, el modelo de altavoz AC 2212/00 será el que se

colocará en la parte central sobre el escenario (colgados de las columnas laterales),

mientras que los altavoces del modelo MRX515 serán los que se colocarán a los

laterales del escenario, así como en la parte trasera del teatro.

Como se podrá comprobar en apartados posteriores, estos modelos, una vez incluidos

en la sala y configurados, proporcionan un amplio margen de seguridad para

garantizar que se cumpla el criterio de obtener un nivel de presión sonora mínimo de

90 dB.

En el Anexo II se incluyen las hojas de especificaciones del fabricante para cada uno

de estos modelos. Además, el propio software EASE proporciona algunos de estos

datos a partir del modelo del altavoz incluido en su base de datos.

En las figuras de la 53 a la 57 se muestran las diferentes características de los

altavoces del modelo AC 2212/00 proporcionados por EASE:


87

Figura 53 Datos del altavoz AC 2212/00

Figura 54 Directividad del altavoz AC2212/00

Figura 55 Sensibilidad del altavoz AC2212/00


88

Figura 56 Factor Q del altavoz AC2212/00

Figura 57 Potencia máxima del altavoz AC2212/00

En las figuras de la 58 a la 62 se muestran las diferentes características de los

altavoces del modelo MRX515 proporcionados por EASE:

Figura 58 Datos del altavoz MRX515


89

Figura 59 Directividad del altavoz MRX515

Figura 60 Sensibilidad del altavoz MRX515

Figura 61 Factor Q del altavoz MRX515

Figura 62 Potencia máxima del altavoz MRX515


90

Una vez seleccionados los modelos de altavoces, se añaden al proyecto en EASE y

posteriormente se pueden añadir a la sala. Para ello, se debe conocer la posición (en

coordenadas) que se desea que ocupen los altavoces. En este punto del diseño se

realiza una aproximación basándose en las coordenadas de los puntos de las paredes,

sin prestar demasiada atención a si los altavoces quedan coherentemente

posicionados sobre las superficies cercanas, y basando las posiciones que ocupan los

altavoces en la distribución actual que tienen los mismos en la sala.

En próximos apartados se realizará el análisis de la coherencia de estas posiciones en

base a la elección de altavoces y a las características acústicas del recinto.

6.2.2. Ajuste de la uniformidad del campo directo a 1kHz

Una vez seleccionados los modelos de altavoz que se van a emplear en el diseño y

determinada la posición inicial estimada para cada uno de ellos, se realiza el ajuste de

uniformidad del campo directo a 1 kHz. Para ello, se mide el nivel de presión del

sonido directo en la sala asociado a cada uno de los canales de forma independiente

(L y R). En base al análisis de estos resultados, se ajusta la posición y enfoque de los

altavoces buscando obtener una variación del SPL directo (ΔSPLdirecto) inferior o igual a

10 dB, medido en la banda de 1kHZ. Para realizar estos cálculos, se aplicará en EASE

la suma coherente de presiones (deshabilitando por tanto la opción de interferencias

en la interfaz de cálculo). Se ha optado por realizar el cálculo para los canales

centrales L y R de forma independiente puesto que, si el campo directo es uniforme,

según los requisitos que se han propuesto en la sección 6.1 el campo total (directo

más reverberante) lo será aún en más medida, dado que la reverberación, de acuerdo

con la teoría estadística, se reparte uniformemente en todas las áreas de audiencia.

En las figuras mostradas a continuación desde la 63 hasta la 68 se muestran los

mapas calculados por EASE para el nivel de presión sonora directo en cada una de las

zonas de audiencia, para cada uno de los canales emitiendo independientemente.

El software EASE también permite realizar el cálculo de estos mismos mapas con la

opción de “Map with Shadows”. Seleccionando esta opción, internamente EASE tendrá

en cuenta todas las superficies del recinto que se consideran opacas al sonido. Por

tanto, al activar esta opción y recalcular los mismos mapas se obtiene una imagen de

la misma uniformidad del sonido en el recinto, pero con una sombra en la zona

contraria a la emisión, debido a que a esta zona está llegando un menor nivel de

sonido causado por la difracción.

Se puede ver comparando dos a dos desde la figura 63 en adelante las diferencias

entre la opción de seleccionar suma con interferencias deshabilitada o habilitada,

pudiendo observar en este segundo caso que se aprecian sombras, aunque muy poco

perceptibles, con niveles ligeramente inferiores en el lado contrario al canal de

emisión. Un ejemplo de esto se ve comparando la figura 63 (suma con interferencias

deshabilitada) y la figura 64 (suma con interferencias habilitada).

Para lograr la uniformidad del campo directo deseada se utilizan las técnicas de

coincidencia de coberturas para sistemas centralizados y distribuidos. De esta forma,

activando la proyección de cobertura de los altavoces en las zonas de audiencia

definidas (con opción “Aiming”) se comienza el proceso de ajustar el nivel, modificando

tanto la posición como rotación de los altavoces del canal central hasta alcanzar el

objetivo buscado.


91


DESHABILITADA


HABILITADA


92


DESHABILITADA


HABILITADA


93


DESHABILITADA

Figura 68 SPLdirecto con el canal R emitiendo, a 5kHz, con suma con interferencias HABILITADA

A continuación, en las figuras de la 69 a la 74, se muestras los mapas del SPL directo

resultantes tras el proceso de ajuste al igual que en el caso anterior. Sin embargo, en

este caso se ha obtenido el SPLdirecto con ambos canales L y R funcionando a la vez,

en lugar de tener solo un canal emitiendo, como era el caso de las figuras anteriores.

Como ya se ha comentado en este apartado, en estos mapas se puede comprobar

que una vez se garantiza que para cada uno de los canales L o R emitiendo

individualmente se cumple el requisito de variación máxima de nivel en la sala de 10

dB, también se cumple para el caso de ambos canales emitiendo a la vez.


94

Figura 69 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 250 Hz, con suma con interferencias

DESHABILITADA

Figura 70 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 250 Hz, con suma con interferencias

HABILITADA


95

Figura 71 SPLdirecto con ambos canales emitiendo, a 1 kHz, con suma con interferencias

DESHABILITADA


HABILITADA


96


DESHABILITADA


HABILITADA

La posición final de los altavoces con respecto a las posiciones iniciales del sistema de

refuerzo actualmente instalado en la sala ha variado especialmente en los altavoces

colocados en la parte trasera, que han pasado de estar colocados sobre los palcos a

estar colgados de la pared, puesto que se ha detectado que no era necesario reforzar

el nivel en la parte central del teatro, y colgándolos se permite aportar mayor nivel a la

parte trasera que sufre de la difracción provocada por la cabina. También se ha optado

por colgar los altavoces colocados en los laterales del escenario, puesto que así se

proporcionaba una mayor uniformidad en los niveles detectados en el área de

audiencia A1, reduciendo el nivel percibido en las áreas de audiencia A3 y A4 y

pudiendo distribuir el nivel más uniformemente por el resto de las zonas.


97

En la tabla 21 se indica una comparativa entre las posiciones y rotaciones iniciales y

finales de los altavoces, donde se puede apreciar que se han aplicado notables

cambios. Este es uno de los motivos que a priori nos permite justificar la necesidad de

la renovación del sistema instalado actualmente en el teatro, puesto que la distribución

y orientación de altavoces actuales implicaría las sombras y poca uniformidad de

niveles detectados al inicio de esta sección.

Tabla 21 Posiciones iniciales y finales de los altavoces en el modelo

Altavoz Coordenadas

iniciales

(x, y, z)

Rotaciones

iniciales

(hor., ver., rot.)

Coordenadas

finales

(x, y, z)

Rotaciones finales

(hor, ver, rot)

Central R1 (3,99 ; 7,70 ;

3,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (4,25 ; 7,90 ;

3,90)

(150,0 ; 1,0 ; 0,0)

Central R2 (3,49 ; 7,70 ;

3,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (3,25 ; 7,90 ;

3,50)

(240.0 ; 3,0 ; 1,0)

Distribuido

R1

(8,00 ; 7,75 ;

2,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (8,20 ; 10,50 ;

4,20)

(225,0 ; -2,0 ; 0,0)

Distribuido

R2

(6,70 ; 14,45 ;

4,85)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (6,20 ; 14,35 ;

4,80)

(-130,0 ; -7,0 ; 0,0)

Central L1 (-3,99 ; 7,70 ;

3,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (-4,25 ; 7,90 ;

3,90)

(-150,0 ; 1,0 ; 0,0)

Central L2 (-3,49 ; 7,70 ;

3,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (-3,25 ; 7,90 ;

3,50)

(-240,0 ; 3,0 ; 0,0)

Distribuido

L1

(-8,6 ; 7,75 ;

2,00)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (-8,20 ; 10,50 ;

4,20)

(-225,0 ; -2,0 ; 0,0)

Distribuido

L2

(-6,70 ; 14,45 ;

4,85)

(0,0 ; 0,0 ; 0,0) (-6,20 ; 14,35 ;

4,80)

(130,0 ; -7,0 ; 0,0)

En la figura 75 mostrada a continuación se representa el modelo 3D de la sala con

cada uno de los altavoces incluidos etiquetados.


98

Figura 75 Posiciones de los altavoces sobre el modelo 3D

6.2.3. Ajuste de potencia El siguiente paso, una vez se ha realizado el ajuste de uniformidad del nivel de presión

sonora en campo directo, es realizar el ajuste de potencia entre el canal central y el

distribuido.

Este paso es necesario debido a las características y a la distribución del equipo en la

sala, que pueden provocar un desequilibrio entre el nivel que proporcionan los

altavoces que componen el canal central y el distribuido. Para ello, se medirá el nivel

aportado por cada canal L y R funcionando de forma independiente, tanto en la parte

del sistema central como en la parte del sistema distribuido, y se reducirá la potencia

mediante la atenuación del canal que produzca el exceso de nivel.

Tras realizar el ajuste de potencia entre ambos canales, la reducción aplicada consiste

en 6 dB de potencia menos en el canal central y 3 dB de potencia menos en el canal

distribuido.

En la figura 76 a continuación se muestra el mapa del SPLtotal con ambos canales

emitiendo una vez realizado el ajuste de potencias, donde se puede ver que se ha

reducido notablemente el nivel global de la sala.


99

Figura 76 SPLtotal con ambos canales emitiendo, a 1 kHz, tras el ajuste de potencia

6.2.4. Ecualización

Una vez se ha realizado el balance de potencias entre los canales L y R y entre los

sistemas central y el distribuido, se procede a realizar la ecualización de la sala.

El proceso de ecualización consiste en ajustar la respuesta en frecuencia de la sala a

una curva de referencia, que en este caso será la curva X mostrada en la figura 77,

que es la que se emplea en la ecualización de salas cinematográficas:

Figura 77 Curva de ecualización X

La ecualización de una sala se realiza mediante la modificación de la potencia que

proporcionan los altavoces en cada banda de octava, buscando que de forma global

se ajuste el nivel en la sala a la curva X de referencia.

La ecualización se realizará para cada canal, L y R, independientemente, y partiendo

de las medidas del campo total (directo más reverberante) obtenidas a través de la

simulación en EASE.

El primer paso es obtener el valor del nivel de presión sonora total en la sala activando

la emisión de todos los altavoces (central y distribuido) de un solo canal (L o R) y

exportar dichos valores a un documento EXCEL. Puesto que la configuración de los

altavoces es la misma en ambos canales y su distribución es simétrica, bastará con

calcular el valor de ecualización para un canal y replicarlo para el otro, resultando en la

-10

-5

0

5

100 1000 10000

Po

nd

erac

ión

[dB

]

Frecuencia [Hz]

Curva X


100

ecualización completa de la sala. El cálculo de la ecualización se realiza sobre los

valores promedio de esta medida (Average).

Para el tratamiento de los datos se debe localizar el valor con menor nivel de entre las

bandas de 100 Hz y 2 kHz; se restará este valor al resto de niveles obtenidos para

cada una de las bandas restantes.

Una vez conocido el valor de la ecualización a aplicar y el valor de la curva X

correspondiente a cada banda, se deben sumar ambos valores (tentativamente

negativos) y sumar dicho valor al nivel de presión sonora total obtenido en EASE. El

resultado de esta suma (de un número positivo y uno negativo) será el nivel SPL total

después de la ecualización. Estos valores se muestran en la tabla 22.

Tabla 22 Cálculo de la ecualización y el SPL total después del proceso

f [Hz]

SPLtotal

promedio antes

de la EQ [dB]

Curva X [dB]

EQ a

aplicar

[dB]

SPLtotal

promedio tras

la EQ [dB]

100 109,0 0,0 -7,3 101,6

120 108,6 0,0 -7,0 101,6

160 108,2 0,0 -6,6 101,6

200 107,6 0,0 -5,9 101,6

250 106,6 0,0 -4,9 101,6

315 104,8 0,0 -3,2 101,6

400 103,5 0,0 -1,9 101,6

500 102,7 0,0 -1,1 101,6

630 104,2 0,0 -2,6 101,6

800 101,6 0,0 0,0 101,6

1000 103,4 0,0 -1,7 101,6

1250 102,7 0,0 -1,1 101,6

1600 102,1 0,0 -0,5 101,6

2000 101,7 0,0 0,0 101,6

2500 101,5 -1,0 -0,8 100,6

3150 101,4 -2,0 -1,8 99,6

4000 101,6 -3,0 -2,9 98,6

5000 101,5 -4,0 -3,8 97,6

6300 101,3 -5,0 -4,6 96,6

8000 101,0 -6,0 -5,3 95,6

10000 100,4 -7,0 -5,8 94,6

Otro cálculo de interés es el del ecualizador gráfico. Para calcularlo se realiza la suma

del valor de la ecualización a aplicar en cada banda sumado a la mitad del valor

máximo de ecualización de entre todas las bandas de frecuencia. Este cálculo se

recoge en la tabla 23.


101

Tabla 23 Cálculo del ecualizador gráfico

f [Hz] Curva X

[dB]

EQ a aplicar

[dB]

EQ gráfico

[dB]

100 0,0 -7,3 -11,0

120 0,0 -7,0 -10,6

160 0,0 -6,6 -10,2

200 0,0 -5,9 -9,6

250 0,0 -4,9 -8,6

315 0,0 -3,2 -6,8

400 0,0 -1,9 -5,5

500 0,0 -1,1 -4,7

630 0,0 -2,6 -6,3

800 0,0 0,0 -3,7

1000 0,0 -1,7 -5,4

1250 0,0 -1,1 -4,7

1600 0,0 -0,5 -4,1

2000 0,0 0,0 -3,7

2500 -1,0 -0,8 -4,5

3150 -2,0 -1,8 -5,4

4000 -3,0 -2,9 -6,6

5000 -4,0 -3,8 -7,5

6300 -5,0 -4,6 -8,3

8000 -6,0 -5,3 -9,0

10000 -7,0 -5,8 -9,4

Una vez se ha calculado la ecualización a aplicar a los altavoces, se procede a

calcular el nivel de presión sonora que debe otorgar cada uno tras la ecualización para

poder editar estos valores en EASE.

De tal forma, el valor de SPL que debe proporcionar cada altavoz después de

ecualizarse corresponde a la suma aritmética del valor del nivel otorgado por cada uno

de los altavoces, de forma independiente, y el valor de ecualización calculado para

cada banda. Para realizar este cálculo se obtiene a partir de EASE los niveles (SPL)

que proporciona cada altavoz antes de la ecualización a partir de la opción de Edit

Loudspeaker.

El resultado de dicha ecualización se recoge en la tabla 24, donde se muestran los

valores de nivel proporcionados por cada uno de los modelos de altavoz antes y

después de la ecualización.


102

Tabla 24 Valores de SPL de los altavoces ecualizados

f

[Hz]

EQ

[dB]

Central

R1 sin

EQ

[dB]

Canal

R1 EQ

[dB]

Central

R2 sin

EQ

[dB]

Central

R2 EQ

[dB]

Dist.

R1 sin

EQ

[dB]

Dist.

R1

EQ

[dB]

Dist.

R2 sin

EQ

[dB]

Dist.

R2

EQ

[dB]

100 -7,3 97,6 90,3 97,6 90,3 101,3 94,0 101,3 94,0

120 -7,0 97,5 90,4 97,5 90,6 100,9 93,9 100,9 93,9

160 -6,6 97,5 91,0 97,6 91,1 100,2 93,6 100,2 93,6

200 -5,9 97,4 91,5 97,5 91,6 99,2 93,3 99,2 93,3

250 -4,9 97,1 92,2 97,3 92,3 93,6 88,7 97,6 92,6

315 -3,2 94,9 91,7 95,1 91,9 96,2 93,0 96,1 92,9

400 -1,9 93,0 91,1 93,2 91,4 95,2 93,4 95,0 93,2

500 -1,1 91,6 90,5 91,9 90,8 94,8 93,7 94,5 93,4

630 -2,6 95,5 92,9 95,9 93,3 94,0 91,4 93,7 91,1

800 0,0 90,7 90,7 91,1 91,1 93,4 93,4 92,9 92,9

1000 -1,7 95,0 93,3 95,5 93,7 92,1 90,4 91,6 89,9

1250 -1,1 94,5 93,4 94,9 93,8 91,3 90,3 90,7 89,7

1600 -0,5 93,9 93,4 94,3 93,8 91,0 90,5 90,3 89,8

2000 -0,0 93,5 93,4 93,8 93,8 90,6 90,5 89,9 89,9

2500 -0,8 93,4 92,5 93,8 92,9 90,0 89,2 89,3 88,5

3150 -1,8 93,3 91,5 93,7 91,9 89,9 88,1 89,2 87,4

4000 -2,9 93,3 90,4 93,9 91,0 89,9 87,0 89,2 86,2

5000 -3,8 93,1 89,3 93,6 89,8 90,0 86,2 89,2 85,4

6300 -4,6 92,9 88,2 93,4 88,8 89,9 85,3 89,0 84,3

8000 -5,3 92,5 87,2 93,0 87,7 89,3 84,0 88,4 83,1

10000 -5,8 92,0 86,2 92,5 86,8 88,4 82,7 87,5 81,8

Una vez conocidos los valores de nivel que debe otorgar cada modelo de altavoz para

ajustarse a la curva de ecualización X anteriormente indicada, se procede a editar

manualmente cada uno de los altavoces en EASE, introduciendo banda por banda los

valores esperados. Una vez se ha completado la edición de cada uno de los altavoces,

se deben guardar en un nuevo fichero de extensión “. exf” dentro del proyecto. De esta

forma, se podrá reutilizar la curva de ecualización para el resto de los altavoces del

mismo modelo a través de la opción “Load File”.

En las figuras 78 y 79, a continuación, se muestra una comparativa entre la

configuración de uno de los altavoces (el central del canal derecho R1) antes y

después de realizar la modificación de la potencia del altavoz para ecualizarlo.


103

Figura 78 Configuración del altavoz central R1 antes de la ecualización

Figura 79 Configuración del altavoz central R1 después de la ecualización

Se debe tener en cuenta en cualquier caso que, dependiendo del punto de escucha

analizado en cada caso, los niveles obtenidos serán diferentes debido a que la

distancia de las fuentes influye en la percepción del campo directo.


104

Una vez se ha completado la ecualización de uno de los canales (por ejemplo, del

canal derecho R), se comprueba que la ecualización del recinto se ajusta a la de la

curva X de la figura 77. Para ello, se recalcula el campo total con todos los altavoces

que componen el canal derecho (directo más reverberante) y se realiza un cálculo del

nivel máximo en banda ancha lineal ponderado A, aplicado los valores del gráfico

mostrado en la figura 80.

Figura 80 Curva de ponderación A

Los valores de nivel resultantes de dicha ponderación se representan en la tabla 25:

Tabla 25 Valores de SPL ponderados A

f [Hz] SPL [dB] SPL [dBA]

100 105,1 86,0

125 104,7 88,6

160 104,2 91,0

200 103,5 92,7

250 102,4 93,7

315 100,6 93,9

400 99,2 94,4

500 98,4 95,2

630 99,6 97,7

800 97,1 96,3

1000 98,5 98,5

1250 97,9 98,5

1600 97,4 98,4

2000 97,0 98,2

2500 96,9 98,1

3150 96,9 98,1

4000 97,1 98,0

5000 96,9 97,4

6300 96,6 96,5

8000 96,1 94,9

10000 95,4 92,9

-20

-15

-10

-5

0

5

100 1000 10000

Po

nd

erac

ión

[dB

]

Frecuencia [Hz]

Curva A


105

En el gráfico representado en la figura 81 a continuación se muestra el valor del SPL

total de cada una de las bandas con ponderación A:

Figura 81 Representación de niveles en la sala con ponderación A

6.2.5. Estudio mediante simulación de magnitudes acústicas

Hasta el momento, se ha realizado el diseño del modelo acústico del teatro, asignados

los materiales a las distintas superficies, definidas las áreas de audiencia y ajustado el

modelo para cumplir con los criterios establecidos del sistema de refuerzo sonoro a

diseñar. Se procede entonces con el cálculo de los parámetros acústicos del recinto

mediante los diferentes módulos que proporciona EASE.

La simulación de las magnitudes acústicas se realizará por medio del cálculo global

obtenido con el módulo de proyecciones Area Mapping.

De tal forma, en los siguientes apartados se describe el cálculo de cada uno de los

parámetros acústicos. Finalmente se realiza un análisis de los resultados obtenidos

para cada uno de estos parámetros.

6.2.5.1. Tiempo de reverberación

Para realizar el análisis de los resultados obtenidos para el parámetro del tiempo de

reverberación, en primer lugar, se indican los valores obtenidos del proceso de

medición in situ, para posteriormente compararlos con los valores proporcionados por

el cálculo en EASE por medio del modelo simulado. Dado que este parámetro ha sido

con el que se ha ajustado el modelo virtual a las características acústicas reales del

teatro, será de esperar que ambos parámetros (medida in situ y obtenido a partir de la

simulación) coincidan.

En las tablas 26, 27 y 28 se recogen estos valores.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

100

12

5

16

0

20

0

25

0

315

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

2000

25

00

31

50

40

00

50

00

63

00

80

00

10

00

0

SPL

[dB

] y [

dB

A]

Frecuencia [Hz]

SPL tras la ecualización en bandas y ponderado A

SPL [dB]

SPL [dBA]


106

Tabla 26 Tiempo de reverberación medido para la primera posición de fuente

f

[Hz]

T1-1

[s]

T1-2

[s]

T1-3

[s]

T1-4

[s]

T1-5

[s]

T1-6

[s]

T1-7

[s]

T1-8

[s]

T1-9

[s]

T1-10

[s]

T1

[s]

100 1,26 1,65 1,50 1,77 2,02 2,14 1,78 1,26 1,61 2,03 1,70

125 1,83 1,44 1,24 1,71 1,70 1,99 1,93 1,78 1,42 1,83 1,69

160 2,18 1,08 0,93 1,87 1,63 1,40 0,83 1,90 1,82 2,52 1,61

200 1,71 1,59 1,43 1,32 1,20 1,13 1,46 1,17 1,35 1,64 1,40

250 1,23 1,04 1,21 1,38 1,04 1,33 0,90 0,92 0,98 1,20 1,12

315 0,90 0,91 0,89 1,04 0,89 1,14 1,03 1,07 0,86 0,91 0,96

400 0,84 0,91 0,82 0,85 0,75 0,76 0,78 0,97 0,89 0,84 0,84

500 0,76 0,84 0,90 0,74 0,76 0,71 0,85 0,75 0,75 0,78 0,78

630 0,70 0,71 0,77 0,76 0,73 0,72 0,68 0,76 0,68 0,62 0,71

800 0,66 0,77 0,80 0,78 0,68 0,80 0,82 0,75 0,67 0,79 0,75

1000 0,71 0,68 0,74 0,75 0,71 0,75 0,71 0,76 0,73 0,76 0,73

1250 0,73 0,81 0,73 0,70 0,75 0,68 0,69 0,72 0,72 0,69 0,72

1600 0,64 0,70 0,69 0,70 0,79 0,69 0,72 0,72 0,71 0,73 0,71

2000 0,59 0,73 0,75 0,69 0,80 0,71 0,69 0,69 0,76 0,60 0,70

2500 0,61 0,74 0,77 0,71 0,72 0,70 0,74 0,66 0,86 0,73 0,72

3150 0,66 0,75 0,71 0,74 0,74 0,66 0,73 0,73 0,75 0,70 0,72

4000 0,58 0,76 0,73 0,70 0,81 0,67 0,72 0,69 0,72 0,70 0,71

5000 0,67 0,65 0,66 0,66 0,83 0,62 0,62 0,69 0,69 0,59 0,67

Tabla 27 Tiempo de reverberación medido para la segunda posición de fuente

f

[Hz]

T2-1

[s]

T2-2

[s]

T2-3

[s]

F2-4

[s]

T2-5

[s]

T2-6

[s]

T2-7

[s]

T2-8

[s]

T2-9

[s]

T2-10

[s]

T2

[s]

100 2,00 2,06 1,98 1,75 1,07 1,20 1,51 2,12 1,81 1,79 1,73

125 1,77 2,08 1,59 1,85 1,34 1,47 1,48 1,29 1,68 1,71 1,63

160 1,44 1,59 1,51 1,69 1,11 1,53 1,31 1,26 1,37 1,44 1,43

200 1,30 1,20 1,35 1,17 1,29 1,38 1,30 1,06 1,41 1,23 1,27

250 1,28 1,23 0,88 1,10 1,03 1,22 1,04 1,09 0,91 1,27 1,11

315 0,95 0,95 0,94 0,81 0,94 0,91 0,85 0,78 1,01 0,86 0,90

400 0,89 0,87 0,68 0,73 0,70 0,66 0,77 0,85 0,82 0,82 0,78

500 0,82 0,73 0,90 0,61 0,84 0,90 0,80 0,73 0,79 0,83 0,80

630 0,75 0,76 0,91 0,72 0,73 0,82 0,73 0,69 0,70 0,78 0,76

800 0,74 0,75 0,81 0,81 0,76 0,69 0,72 0,67 0,70 0,69 0,73

1000 0,70 0,74 0,71 0,64 0,70 0,74 0,74 0,69 0,75 0,76 0,72

1250 0,66 0,80 0,84 0,71 0,76 0,70 0,80 0,68 0,82 0,66 0,74

1600 0,66 0,70 0,82 0,66 0,76 0,67 0,74 0,70 0,69 0,69 0,71

2000 0,66 0,74 0,69 0,67 0,73 0,66 0,74 0,74 0,71 0,64 0,70

2500 0,67 0,74 0,80 0,76 0,77 0,70 0,75 0,71 0,75 0,72 0,74

3150 0,71 0,76 0,66 0,73 0,82 0,68 0,71 0,67 0,68 0,69 0,71

4000 0,65 0,73 0,73 0,65 0,73 0,71 0,73 0,80 0,79 0,53 0,70

5000 0,61 0,65 0,74 0,65 0,65 0,69 0,71 0,70 0,72 0,56 0,67


107

Tabla 28 Tiempo de reverberación promediado entre ambas posiciones de fuente

f [Hz] T1[s] T2[s] T[s]

100 1,70 1,73 1,71

125 1,69 1,63 1,66

160 1,61 1,43 1,52

200 1,40 1,27 1,33

250 1,12 1,11 1,11

315 0,96 0,90 0,93

400 0,84 0,78 0,81

500 0,78 0,80 0,79

630 0,71 0,76 0,74

800 0,75 0,73 0,74

1000 0,73 0,72 0,72

1250 0,72 0,74 0,73

1600 0,71 0,71 0,71

2000 0,70 0,70 0,70

2500 0,72 0,74 0,73

3150 0,72 0,71 0,71

4000 0,71 0,70 0,71

5000 0,67 0,67 0,67

En la figura 82 se representa el tiempo de reverberación en función de la frecuencia

resultante del promediado de todas las medidas realizadas en el teatro.

Figura 82 Tiempo de reverberación promediado (medida in situ)

Por otra parte, el software EASE también proporciona un método para calcular este

parámetro a través de la simulación. El método que aplica EASE permite, mediante el

módulo de trazado de rayos desde la fuente emisora a los distintos puntos de medida

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

100 600 1100 1600 2100 2600 3100 3600 4100 4600

Tiem

po

de

reve

rber

ació

n [s

]

Frecuencia [Hz]

Tiempo de reverberación medido in situ


108

establecidos, a través del módulo Probe calcular la integral de Schroeder a partir del

reflectograma obtenido.

El método de Schroeder determina el tiempo de reverberación integrando las

contribuciones energéticas entre el comienzo y el fin de la reverberación en base a la

separación entre pulsos.

Una vez obtenidos los resultados para dichas medidas, se genera el ecograma en el

que se muestran las primeras reflexiones y por medio del método de Schroeder se

obtiene el tiempo de reverberación en base a la caída de nivel de presión sonora.

En la figura 83 mostrada a continuación se representa el ecograma obtenido para uno

de los puntos a partir del cual se calcula el tiempo de reverberación.

Figura 83 Ecograma con las primeras reflexiones

Una vez conocido el T calculado por el método de Schroeder a partir de EASE y el T

calculado a partir del promedio de los valores medidos in situ, se realiza una

comparación entre ambos valores, en la que se observa que los valores son muy

aproximados, que, como se comentó al inicio de este mismo apartado, era el resultado

esperado.

En la gráfica de la figura 84 se muestran el T calculado por Schroeder en EASE frente

al T obtenido a partir de las medidas in situ.


109

Figura 84 T obtenido en EASE frente a T medido in situ

Ante este resultado, se mantiene la conclusión del análisis que se realizó en el

apartado 4.3.5 sobre el parámetro del tiempo de reverberación durante la realización

de medidas in situ, concluyendo en que la sala es especialmente apta para la

transmisión de la palabra y se encuentra fuera del rango de valores adecuados para

salas destinadas a la música.

6.2.5.2. Nivel de presión sonora directo (SPLdirecto)

Para obtener este parámetro se mantienen las condiciones de emisión previamente

definidas para el diseño del sistema de refuerzo sonoro. Se procede, por medio del

método Aura, a calcular el valor del parámetro del nivel de presión sonora directo en

cada una de las zonas de audiencia con todos los altavoces que componen el sistema

funcionando a la vez.

En las figuras desde la 85 hasta la 87 se representan los mapas obtenidos en EASE

para la medida de este parámetro en las distintas zonas de audiencia para frecuencias

representativas de cada rango (bajas a 250 Hz, medias a 1 kHz y altas a 5 kHz).

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

500

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

63

00

80

00

10

00

0

T [s

]

Frecuencia [Hz]

T EASE frente a T in situ

T EASE

T in situ


110

Figura 85 SPLdirecto para 250 Hz

Figura 86 SPLdirecto para 1 kHz


111

Figura 87 SPLdirecto para 5 kHz

Se puede observar en estas gráficas que, analizando los resultados para frecuencias

representativas de los distintos rangos, la variación entre el nivel mínimo y el máximo

de la sala nunca llega a superar los 10 dB, que es uno de los requisitos del diseño

expuesto en el apartado 6.1. También se puede verificar en estas gráficas que, como

se indicó en el apartado 6.2.2, una vez se garantiza que el nivel directo medido con

cada canal (L y R) emitiendo por separado cumple con la uniformidad del campo

directo, también se puede garantizar para el caso en el que ambos canales emitan a la

vez.

Tanto en la tabla 29 como en el gráfico de la figura 88 mostrados a continuación, se

representan los valores del nivel de presión sonora directa con los ambos canales

emitiendo a la vez.


112

Tabla 29 Valores de SPLdirecto total

f [Hz] SPLdirecto [dB]

100 108,8

125 102,4

160 103,3

200 103,3

250 103,1

315 105,0

400 104,5

500 101,8

630 103,2

800 100,9

1000 102,5

1250 101,3

1600 99,4

2000 98,2

2500 92,2

3150 94,9

4000 94,9

5000 94,5

6300 93,7

8000 93,0

10000 90,3

Figura 88 SPLdirecto total

6.2.5.3. Nivel de presión sonora total (SPLtotal)

Al igual que para el parámetro anterior, se mantienen las condiciones de medida

establecidas durante la configuración del sistema para la obtención del siguiente

85

90

95

100

105

110

115

SPL

[d

B]

Frecuencia [Hz]

SPLdirecto


113

parámetro. Se obtiene a partir de la simulación el valor del SPL total en las diferentes

zonas de audiencia. El proceso de cálculo de estos mapas es el mismo que el aplicado

para el cálculo de SPLdirecto seguido en el apartado anterior.

En las figuras desde la 89 hasta la 91 se muestran los mapas obtenidos para este

parámetro para las diferentes frecuencias representativas de cada rango.

Figura 89 SPLtotal para 250 Hz

Figura 90 SPLtotal para 1 kHz


114

Figura 91 SPLtotal para 5 kHz

Con el análisis de este parámetro se verifica el requisito de diseño establecido en la

sección 6.1 en referencia a alcanzar un nivel mínimo para el SPL total de 90 dBA. Sin

embargo, para poder garantizar esto, se debe tener en cuenta que los valores

mostrados en EASE corresponden a dB mientras que el valor del requisito es de 90

dBA, y por tanto se debe aplicar la curva de ponderación A.

De acuerdo con esta curva, representada en la figura 80, se puede obtener fácilmente

sumando aritméticamente el valor indicado por la curva A en base a la frecuencia de

cada mapa, pudiendo garantizarse fácilmente que se cumple con el requisito de los 90

dBA. Este cálculo está realizado en la tabla 30 y representado en la figura 92.


115

Tabla 30 SPLtotal ponderado A

f [Hz] SPLtotal [dB] SPLtotal [dBA]

100 113,4 94,3

125 114,0 97,8

160 112,3 99,1

200 111,3 100,5

250 109,2 100,5

315 108,2 101,6

400 107,3 102,5

500 106,8 103,6

630 105,9 104,0

800 105,6 104,8

1000 104,3 104,3

1250 104,0 104,6

1600 103,9 104,9

2000 103,9 105,1

2500 102,6 103,9

3150 100,7 101,9

4000 99,4 100,4

5000 98,3 98,9

6300 97,0 96,9

8000 95,6 94,5

10000 93,9 91,4

Figura 92 SPLtotal ponderado A

En la gráfica de la figura 92 se puede comprobar que no queda ningún valor por

debajo de 90 dBA, y por tanto se cumple con el requisito del diseño.

80

85

90

95

100

105

110

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

63

00

80

00

10

00

0

SPL

[d

BA

]

Frecuencia [Hz]

SPLtotal ponderado A


116

6.2.5.4. Tiempo de caída inicial (EDT)

Manteniendo las condiciones de medida basadas en el diseño del sistema de refuerzo

sonoro objetivo de este proyecto, se obtiene para las frecuencias representativas de

los distintos rangos el mapa del tiempo de caída inicial (EDT) correspondiente.

En las figuras 93, 94 y 95 se representan dichos mapas.

Figura 93 EDT para 250 Hz

Figura 94 EDT para 1 kHz


117

Figura 95 EDT para 5 kHz

En la tabla 31, así como en la figura 96 se representa la variación de este parámetro

con la frecuencia.

Tabla 31 EDT obtenido en EASE

f [Hz] EDT [s]

100 3,24

125 3,05

160 2,89

200 2,70

250 2,18

315 1,98

400 1,58

500 1,56

630 1,43

800 1,19

1000 1,23

1250 1,35

1600 1,37

2000 1,36

2500 1,52

3150 1,31

4000 1,17

5000 1,11

6300 0,90

8000 0,81

10000 0,50


118

Figura 96 EDT en función de la frecuencia

En la gráfica de la figura 96 se puede observar como a medida que aumenta la

frecuencia, disminuye el valor de EDT; esto implica que el sonido en alta frecuencia se

extingue más rápido que el sonido en baja frecuencia, que permanece más tiempo en

la sala.

En el siguiente gráfico de la figura 97 se representa la comparación entre el EDT y el

tiempo de reverberación medido in situ en la sala:

Figura 97 Comparación entre EDT y T

En este gráfico de la figura 97 se puede ver que el valor del EDT es siempre superior

al valor de T medido in situ. Esto implica que predominará el campo directo sobre y las

primeras reflexiones sobre la reverberación de la sala, lo que conlleva que la sala se

caracterice como “seca”.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5E

DT

[s]

Frecuencia [Hz]

EDT

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

ED

T [

s]

Frecuencia [Hz]

Comparación de EDT y T


119

6.2.5.5. Claridad de la palabra (C50)

Al igual que en la obtención de los parámetros anteriores, se mantiene la configuración

de la emisión establecida para el diseño del sistema de refuerzo sonoro. Este

parámetro, junto a otros parámetros acústicos que se calcularan en apartados

posteriores, permite medir la calidad en la percepción de sonido en la sala. En este

caso particular, el C50 permite cuantificar la inteligibilidad del habla en base a la

cantidad de energía sonora que llega al oyente, comparando la proporción de energía

que llega antes y después de 50 ms.

Cabe destacar que, en el cálculo de este parámetro, no se tiene en cuenta el valor del

ruido de fondo en la sala.

En las figuras 98, 99 y 100 se muestran los mapas obtenidos para este parámetro en

cada frecuencia representativa.

Figura 98 C50 para 250 Hz

Figura 99 C50 para 1 kHz


120

Figura 100 C50 para 5kHz

En la figura 101, a continuación, se muestra el porcentaje de distribución entre los

distintos valores que toma este parámetro en la sala, donde se puede ver una

predominancia en torno a valor “1”.

Figura 101 Distribución del parámetro C50

En la tabla 32 y en la gráfica mostrada en la figura 102 se representan los valores

obtenidos en EASE para este parámetro:


121

Tabla 32 Valores de C50

f [Hz] C50 [dB]

100 -4,1

125 -4,6

160 -4,0

200 -3,1

250 -3,0

315 -1,3

400 0,2

500 1,3

630 1,0

800 1,8

1000 0,5

1250 0,2

1600 -0,3

2000 -0,7

2500 -0,9

3150 -0,1

4000 0,7

5000 1,2

6300 2,7

8000 3,2

10000 5,2

Figura 102 Valores de C50 en EASE

Se puede comprobar en la figura 102 que el valor del C50 tiende a crecer a medida

que aumenta la frecuencia.

Cabe destacar que a partir de 400 Hz todos los valores quedan por encima de 0 dB, a

excepción de un pico inferior en torno a 2,5kHZ. Esto implica que la inteligibilidad de la

sala será buena.

-6

-4

-2

0

2

4

6

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

63

00

80

00

10

00

0

C5

0 [

dB

]

Frecuencia [Hz]

C50


122

Calculando el valor del Speech Average, que corresponde al promedio entre las

bandas de 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz y 4 kHz, se obtiene un valor de 0,46 dB, que se

encuentra en el rango de “Aceptable” para la transmisión de la palabra de acuerdo con

la tabla 2.

6.2.5.6. Claridad musical (C80)

Al igual que en la obtención de medidas para los parámetros anteriores, se mantienen

las condiciones de emisión establecidas durante el diseño del sistema de refuerzo

sonoro. Se obtienen los mapas correspondientes al parámetro de claridad musical

C80, que conceptualmente coincide con el C50, pero modificando el split-time de 50

ms a 80 ms, de forma que mide la relación de energía sonora que llega al oyente

antes y después de los primeros 80 ms.

En las figuras 103, 104 y 105 mostradas a continuación se representan los mapas

calculados por EASE para este parámetro en las distintas frecuencias representativas

de los distintos rangos (bajas, medias y altas frecuencias).

Figura 103 C80 para 250 Hz


123



En la figura 106 se representa el porcentaje de distribución entre los distintos valores

de este parámetro, donde se puede ver que la mayoría de los resultados se

concentran en torno al valor de 4 dB.


124

Figura 106 Distribución de parámetro C80

En la tabla 33 y en la gráfica de la figura 107 se muestran los valores proporcionados

por EASE para este parámetro en función de la frecuencia.

Tabla 33 C80 en la sala

f [Hz] C80 [dB]

100 -2,3

125 -2,6

160 -1,9

200 -1,2

250 -0,6

315 0,4

400 2,3

500 2,7

630 2,6

800 3,6

1000 2,7

1250 2,5

1600 2,2

2000 1,8

2500 1,6

3150 1,8

4000 2,9

5000 3,8

6300 4,8

8000 5,5

10000 8,7


125

Figura 107 Valores de C80 en EASE

Se puede observar en esta gráfica de la figura 107 que el valor del C80 aumenta a

medida que aumenta la frecuencia.

Calculando el valor promedio de este parámetro como el promedio de los valores de

las frecuencias de 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz y 4 kHz, al igual que se ha hecho para el

parámetro C50, se obtiene un valor de 2,52 dB. Comparando este valor con los rangos

definidos en la tabla 34 mostrada a continuación, la sala se considera especialmente

adecuada para instrumentos de cuerda, que tienen un tiempo de ataque rápido y una

caída lenta.

Tabla 34 Evaluación de la sala en función del C80

C80 Instrumento Características

-2 dB - 0 dB Viento Tiempo de ataque y caída lenta

-2 dB - 2 dB Cuerda Tiempo de ataque más rápido y caída lenta

-2 dB - 4 dB Cuerda pulsada Tiempo de ataque rápido y caída más

moderada

-2 dB - 6 dB Percusión Tiempo de ataque y caída rápida

-4

-2

0

2

4

6

8

10

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

63

00

80

00

10

00

0

C8

0 [

dB

]

Frecuencia [Hz]

C80


126

6.2.5.7. Definición (D50)

Al igual que en las medidas de los parámetros anteriores, se mantiene la configuración

de emisión sonora procedente del diseño del sistema de refuerzo sonoro.

En las figuras 108, 109 y 110 se muestran los mapas obtenidos en EASE

representativos de este parámetro en cada rango de frecuencias.

Figura 108 D50 para 250 Hz

Figura 109 D50 para 1 kHz


127

Figura 110 D50 para 5 kHz

En la tabla 35 y en la gráfica de la figura 111 se muestran los valores obtenidos en

fusión de la frecuencia para el parámetro de D50:

Tabla 35 D50 en la sala

f [Hz] D50 [dB]

100 27,9

125 26,0

160 28,7

200 32,9

250 33,5

315 42,5

400 51,0

500 57,4

630 55,5

800 60,2

1000 52,9

1250 50,8

1600 48,3

2000 46,2

2500 45,0

3150 49,6

4000 54,1

5000 57,1

6300 64,9

8000 67,5

10000 76,7


128

Figura 111 Valores de D50

Se puede observar en la figura 111 que los valores de D50 aumentan a medida que

aumenta la frecuencia, a excepción de una caída en torno a 2,5 kHz. Esto implica que

la inteligibilidad será mayor a medida que aumente la frecuencia, dado que la

inteligibilidad aumenta siempre que aumente el valor de la definición.

6.2.5.8. RASTI

Al igual que en la obtención de parámetros en las secciones anteriores, se mantienen

las condiciones de emisión del diseño del sistema de refuerzo sonoro. Se obtiene, en

estas condiciones, el mapa correspondiente al índice de inteligibilidad de la palabra

(RASTI). Este mapa se muestra en la figura 112.

Figura 112 RASTI en EASE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

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

63

00

80

00

10

00

0

D5

0 [

dB

]

Frecuencia [Hz]

D50


129

En la figura 113, a continuación, se representa la distribución del parámetro RASTI

entre los distintos valores. En esta figura se puede ver que la mayor concentración de

resultados se encuentra en torno al rango de 0,56 – 0,58.

Figura 113 Distribución de RASTI en la sala

En la tabla 36 y en la figura 114 se representa el valor obtenido en EASE para cada

frecuencia para el parámetro RASTI.

Tabla 36 RASTI en la sala

f [Hz] RASTI

100 0,558

125 0,558

160 0,558

200 0,558

250 0,558

315 0,558

400 0,558

500 0,558

630 0,558

800 0,558

1000 0,558

1250 0,558

1600 0,558

2000 0,558

2500 0,558

3150 0,558

4000 0,558

5000 0,558

6300 0,558

8000 0,558

10000 0,558


130

Figura 114 Valores de RASTI

Como se puede ver en la figura 114, el parámetro RASTI tiene el mismo valor de 0,558

para todas las frecuencias. De acuerdo con los rangos definidos en la Tabla 3, la

calidad de la sala en cuanto a la inteligibilidad de la palabra es “Buena” en base a la

evaluación de este parámetro.

6.2.5.9. Pérdida de consonantes (Alcons)

Al igual que en la obtención de valores de los parámetros anteriores, se mantienen las

condiciones de emisión de fuentes establecidas durante el diseño del sistema de

refuerzo sonoro, para la obtención del siguiente mapa representativo del parámetro

Alcons en la sala, mostrado en la figura 115.

Figura 115 Alcons en la sala

En la figura 116 se muestra la distribución de los valores obtenidos para el parámetro

Alcons en la sala. En este gráfico se puede ver que la mayor parte de valores para

este parámetro se concentra en torno al 7,5 %.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

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

63

00

80

00

1000

0

RA

STI

Frecuencia [Hz]

RASTI


131

Figura 116 Distribución del valor del Alcons

En la tabla 37, así como en la figura 117 mostrada a continuación, se recoge el valore

obtenido para este parámetro a partir de EASE.

Tabla 37 Alcons en la sala

f [Hz] Alcons [%]

400 8,27

500 8,27

630 8,27

800 8,27

1000 8,27

1250 8,27

1600 8,27

2000 8,27

2500 8,27

Figura 117 Valores de Alcons

0

2

4

6

8

10

400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500

Alc

on

s [%

]

Frecuencia [Hz]

Alcons


132

Como se puede observar en la figura anterior, el valor de este parámetro en la sala

medido con EASE corresponde a 8,27 %, que se encuentra en el rango de a

categorización de “Buena” de acuerdo con la Tabla 4.

6.2.5.10. Eficiencia lateral (LF)

Este parámetro relaciona la energía que llega de forma lateral al oyente con la que

llega desde todas las direcciones, integrando los primeros 80 ms y omitiendo la señal

directa para evitar su influencia.

Al igual que en la obtención de los parámetros anteriores, se mantienen las

condiciones de emisión del diseño del sistema de refuerzo sonoro. De este proceso se

obtienen los mapas de las figuras 118, 119 y 120.

Figura 118 LF para 250 Hz

Figura 119 LF para 1 kHz


133

Figura 120 LF para 5 kHz

En la tabla 38 y en la gráfica de la figura 121 se representan los valores del parámetro

LF en función de la frecuencia obtenidos desde EASE:

Tabla 38 LF en la sala

f [Hz] LF [%]

100 32,5

125 33,0

160 33,0

200 32,7

250 30,4

315 30,4

400 33,5

500 34,5

630 34,9

800 35,3

1000 37,5

1250 38,4

1600 36,3

2000 37,8

2500 37,3

3150 37,2

4000 40,1

5000 41,5

6300 38,6

8000 40,7

10000 39,8


134

Figura 121 Valores de LF

En la gráfica representada en la figura anterior se pude ver que, aunque ligeramente,

el valor de LF tiende a aumentar con la frecuencia.

Calculando el valor promedio de este parámetro, al igual que se hizo durante la

evaluación del C50 y C80, se obtiene el promedio entre los valores de LF para las

frecuencias de 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz y 5 kHz, dando como resultado el valor de 37,46

%. Se puede concluir por tanto en que este valor es lo suficientemente alto como para

garantizar la espacialidad del sonido, así como mejorar la sonoridad y reducir

focalizaciones del sonido y ecos.

6.2.5.11. Comentario sobre los resultados obtenidos

En base a los resultados obtenidos del análisis de cada uno de los parámetros

calculados en la sala, se concluye en que la sala es especialmente apta para la

transmisión de la palabra, mientras que es poco recomendable para la transmisión de

señales musicales. Los motivos objetivos por los que se llega a esta conclusión

resultado del estudio y análisis realizados son:

El tiempo de reverberación por medio de la evaluación de Tmid en base a los

criterios de la tabla 1, categoriza la sala como especialmente apta para “salas

de conferencia”, teniendo un tiempo de reverberación demasiado bajo para

cualquier sala con fines musicales. En base a la evaluación del Tmid-min y Tmid-max

con valores de [0,8 – 1,21] respectivamente, no encajan en ninguno de los

rangos definidos en la tabla 14 para la evaluación de salas con fines musicales.

El valor del parámetro EDT es siempre superior al valor del tiempo de

reverberación T medido en la sala, por lo que predominará el nivel directo y las

primeras reflexiones sobre la reverberación de la sala, lo que la caracteriza

como “seca”. Lo ideal para que la sala fuera especialmente destinada a

representaciones musicales sería que tanto el T como el EDT fuera

prácticamente iguales, para cumplir en tal caso con las condiciones de espacio

difuso.

05

1015202530354045

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

4000

50

00

63

00

80

00

10

00

0

LF [

%]

Frecuencia [Hz]

LF


135

El valor del parámetro de claridad de palabra C50 corresponde a 0,46 dB, que

contrastado con la tabla 2, categoriza a la sala como aceptable para la emisión

de la palabra.

El valor del parámetro C80 corresponde a 2,52 dB, que contrastado con los

rangos definidos en la tabla 35, encaja en la transmisión de señales de

instrumentos de cuerda, que tienen un tiempo de ataque rápido y una caída

lenta, y por tanto compensa el bajo tiempo de reverberación de la sala, que

provoca que los sonidos se extingan rápidamente.

La definición D50 aumenta con la frecuencia, por lo que la inteligibilidad será

mayor también a medida que esta aumente. Los rangos para la evaluación

positiva del parámetro de D50 son recomendables entre el 50 % y el 65 %. En

los valores mostrados en la figura 111 se puede ver que la distribución de

valores cumple, en la mayoría de las frecuencias el requisito de encontrarse

por encima del valor del 50 %. Sin embargo, sí se encuentran valores

ligeramente por debajo del 50 % en el rango de frecuencias entre 1600 Hz y

3150 Hz, y notablemente por debajo de dicho valor en bajas frecuencias hasta

los 315 Hz. Esto implica que en bajas frecuencias (por debajo de 315 Hz) la

inteligibilidad no será buena. Por encima de esta frecuencia, dado que los

valores obtenidos cumplen con los rangos definidos para la evaluación de este

parámetro, se espera que la inteligibilidad sea buena.

El valor de LF se encuentra en rangos deseables cuando está por encima del

19 %. A partir del análisis de la figura 121 se puede ver que todos los valores

obtenidos para este parámetro se encuentran por encima del 21%, por lo que

se considera que en la sala habrá una buena espacialidad del sonido.

El parámetro RASTI toma un valor de 0,558, que de acuerdo con los rangos

definidos en la tabla 3, corresponde a una valoración de “Buena” en cuanto a la

inteligibilidad de la palabra.

Finalmente, de la evaluación del parámetro Alcons se obtiene un valor de 8,27

%, que de acuerdo con la tabla 4 corresponde a la categoría de calidad

“Buena” en la inteligibilidad de consonantes.

Todas estas observaciones llevan a concluir en que la sala de estudio es

especialmente apta para la transmisión de la palabra antes que su empleo para

representaciones musicales de cualquier tipo, puesto que las características de la sala

no aportan garantías para las condiciones de campo difuso recomendables para una

buena transmisión de la señal musical.

6.2.6. Auralización

El proceso de auralización por medio de EASE consiste en una prueba de audición

subjetiva de la escucha dentro del recinto simulado. El proceso en EASE consiste en

una convolución de una señal de audio de entrada con la respuesta al impulso del

recinto, dando lugar a una señal de audio de salida que corresponderá a la audición

subjetiva en un punto de la sala para dicha seña emitida.

Es necesaria una señal de audio de entrada más o menos anecoica y una respuesta

binaural, es decir, una respuesta para cada oído que podrá ser escuchada por unos

auriculares estéreo.


136

Debido a su subjetividad, la auralización no tiene una gran fiabilidad, pero si es un

método útil para detectar molestias auditivas como ecos, gran reverberación o falta de

inteligibilidad.

En el Anexo IV se adjuntan los ficheros de audio de entrada y salida empleados para

las auralizaciones.

Se ha realizado la prueba con ficheros representativos de señales musicales tanto con

predominio de instrumentos de cuerda que, según el análisis previo se ajustan más a

las características de la sala, como con señales con mayor presencia de percusión

para percibir el contraste.

También se ha incluido en las pruebas una señal de voz para apreciar la satisfactoria

inteligibilidad de la palabra en la sala.

Todos estos ficheros de audio se adjuntan en el Anexo digital para cada uno de los

tres puntos de escucha definidos como representativos de las distintas zonas de

audiencia del teatro.

7. Conclusiones


139

Tras realizar el estudio acústico y el diseño del sistema de refuerzo sonoro para el

teatro a lo largo de este proyecto, en este capítulo se procede a analizar las

conclusiones alcanzadas durante el proceso, así como el cumplimiento de los

objetivos establecidos al inicio de este.

En primer lugar, se analiza el alcance de los objetivos que se establecieron en el

capítulo 1:

Se ha realizado el estudio acústico de una sala multifuncional; también se ha

caracterizado la sala de acuerdo con el análisis de los diferentes parámetros

medidos.

Se han identificado, en base al estudio por medio del modelo simulado en

EASE, las deficiencias acústicas del recinto en base a los distintos parámetros

de calidad acústica e inteligibilidad medidos.

Se han identificado e incluido los materiales empleados en la construcción del

teatro en el modelo de simulación.

Se ha realizado, en base al estudio acústico sobre la simulación del sistema de

refuerzo sonoro, las capacidades del recinto, categorizando su adaptabilidad a

la transmisión de la palabra o de la música.

Se ha creado el modelo digital del recinto, que se ha empleado para todo el

proceso de simulación, ampliación del estudio y diseño del sistema de refuerzo

sonoro.

Se ha realizado un análisis del recinto sobre el modelo simulado para

garantizar el cumplimiento de los requisitos establecidos para el diseño.

De acuerdo con lo establecido anteriormente, se puede concluir en que se han

cumplido los objetivos establecidos en el apartado 1.2.

De tal forma, atendiendo a los requisitos de diseño definidos en el apartado 6.1, se

extraen las siguientes observaciones:

Se ha confirmado la uniformidad del campo sonoro directo en las diferentes

áreas de audiencia para la frecuencia de referencia de 1 kHz con el estudio,

por medio de la simulación del SPLdirecto en la sección 6.2.2

Se ha realizado la ecualización de los diferentes modelos de altavoz de

acuerdo con la curva de ecualización X. Este proceso está documentado en la

sección 6.2.4

Se ha garantizado alcanzar un nivel promedio SPLtotal(A) = 90 dB(A) durante el

análisis del SPLtotal documentado en la sección 6.2.5.2

De estas últimas conclusiones también se puede confirmar que se han cumplido los

requisitos establecidos para el diseño del sistema de refuerzo sonoro objetivo de este

proyecto.

Finalmente, se recopilan las conclusiones extraídas del proceso de análisis y diseño

que se ha desempeñado durante el proyecto.


140

Análisis del recinto por medio de las medidas in situ

En la descripción del recinto se describió que la finalidad de este es ser una sala

polivalente, donde en la actualidad tienen lugar desde conferencias a representaciones

teatrales o musicales.

La primera aproximación al análisis de la adecuación de la sala al empleo que se hace

de ella es por medio de la evaluación de los resultados obtenidos para las medidas in

situ.

Existen diferentes formas de dotar a una sala con la posibilidad de ser polivalente. La

primera de ellas, aunque la más costosa, consiste en la instalación de sistemas

móviles que permiten la modificación del tiempo de reverberación, y por tanto de la

acústica de la sala. La otra opción es la de diseñar el recinto con un tiempo de

reverberación corto; de esta forma, se evita colorear la señal en exceso y mantener la

inteligibilidad del habla en representaciones no musicales. Sin embargo, este método

presenta como requisito que, en representaciones de carácter musical, se deban

utilizar sistemas de procesado de la señal para alargar la percepción de reverberación.

Por medio del análisis de los resultados de las medidas in situ se puede concluir en

que la opción de diseño empleada en el teatro es la segunda, por lo que para

garantizar la correcta audición en el teatro durante representaciones de carácter

musical será necesario el empleo de sistemas de procesado de señal que modifiquen

el tiempo de reverberación en el recinto, y hagan que la percepción de la sala sea

menos “seca”.

Modelo simulado

Con el análisis realizado sobre el modelo simulado con el sistema de refuerzo sonoro

diseñado funcionando se ha podido detectar en general una carencia en la difusión de

la sala, ya detectable durante la realización de medidas in situ donde se vio que el

tiempo de reverberación en la sala era muy bajo. Sin embargo, esto se confirma con el

análisis realizado sobre el modelo simulado en EASE, en la obtención de valores para

el tiempo de caída inicial (EDT) y su comparación con el tiempo de reverberación, que

son otro de los resultados que lleva a considerar esta sala poco apta para albergar

representaciones de carácter musical.

Del mismo proceso de análisis se ha podido comprobar que los valores obtenidos para

los parámetros que evalúan la inteligibilidad han sido buenos, lo que indica que la

inteligibilidad de la palabra en la sala es buena.

Estos resultados caracterizan la sala, como ya se dijo en secciones anteriores,

especialmente apta para la transmisión de la palabra, siendo necesario soporte de

sistemas externos para contrarrestar ciertas características de la sala (difusión y

tiempo de reverberación bajos) para su empleo en la transmisión de señales

musicales.

Propuestas de mejora

Después del análisis del modelo, se exponen las diferentes propuestas de mejora para

resolver las deficiencias identificadas.

El principal foco estará en el tiempo de reverberación.

Una primera solución pasaría por la modificación de los materiales de

construcción de la sala. Sin embargo, esta solución sería contradictoria con el

diseño de una sala multifuncional, puesto que al aumentar la reverberación en


141

la sala se perdería inteligibilidad para su empleo en la transmisión de la

palabra.

Otra posible solución será la instalación de sistemas de acústica variable por

medio de paneles reversibles que permitieran ajustar el tiempo de

reverberación del recinto dependiendo del tipo de evento. El principal

inconveniente de esta propuesta es el alto coste del equipamiento y de su

instalación.

Una última posibilidad es la de contar con un sistema de refuerzo sonoro que

permita la modificación artificial de la reverberación de la sala.

En línea con esta última propuesta es con la que se ha realizado el diseño del sistema

de refuerzo sonoro, con el objetivo de sustituir los altavoces actuales en el teatro, así

como analizar su disposición y colocación para tratar de mejorar la cobertura de estos

sobre las diferentes áreas de audiencia del teatro.

De acuerdo con estas observaciones y el análisis final de los resultados, se puede

concluir en que la sala de estudio es especialmente apta para la transmisión de la

palabra, requiriendo de algún método que resuelva la baja difusión y el tiempo de

reverberación del recinto para transmisión de señales musical. En base a esta

necesidad, se ha diseñado un sistema de refuerzo sonoro que plantea sustituir los

altavoces actuales de la sala por un sistema nuevo distribuido y configurado en base a

las pruebas realizadas sobre el modelo simulado, que permitan garantizar una mayor

uniformidad en la sala de estudio y reducir así las deficiencias del recinto.


143

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Valiente de Fuenlabrada. Universidad Politécnica de Madrid, 2013

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[12]. IEC 61672-1: Electroacoustics – Sound level meters. Part 1:

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[13]. Universidad Politécnica de Madrid. Medida del tiempo de reverberación

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https://fotoenfoques.wordpress.com/tag/collado-villalba/

https://fotoenfoques.wordpress.com/tag/collado-villalba/

http://www.youtube.com/watch?v=buDCgB9b9d4

https://www.jblpro.com/ProductAttachments/JBL_AC2212_00-082016.pdf

https://www.jblpro.com/ProductAttachments/MRX515.pdf

Anexos


147

Anexo I Planos del recinto Se adjuntan a continuación los planos del recinto proporcionados por el teatro a través

del proyecto indicado en la referencia [10].

Figura 122 Planta general. Usos y superficies


148

Figura 123 Dimensiones de escenario


149

Figura 124 Sección longitudinal por teatro


150

Figura 125 Tomas y mecanismos escenario


151

Anexo II Especificaciones del fabricante de los sistemas reales Se adjuntan a continuación las hojas de especificaciones del fabricante de los dos

modelos de altavoz utilizados en el diseño del sistema de refuerzo sonoro.

Figura 126 Hoja de especificaciones JBL AC2212/00 [17] (1)


152



153



154



155

Figura 130 Hoja de especificaciones JBL MRX515 [18] (1)


156

Figura 131 Hoja de especificaciones JBL MRX515 [18] (2)


157

Anexo III Presupuesto Se describe a continuación el presupuesto estimado para la ejecución del proyecto

desarrollado.

Se debe tener en cuenta que solo se indican los costes de adquisición e instalación del

sistema, puesto que para la ejecución del estudio acústico se ha empleado material de

la escuela.

Tabla 39 Estimación del presupuesto para la instalación del sistema diseñado

Resumen Cantidad Precio Importe total

Altavoces JBL AC2212/00 4 unidades 898,78 €/unidad 3595,12 €

Altavoces MRX515 4 unidades 526,63 €/unidad 2106,52 €

Soporte para colgar

altavoces

8 unidades 400 €/unidad 3200 €

Cableado necesario para la

instalación aproximado

300 m 2 €/metro 600 €

Mano de obra para la

instalación y configuración

del sistema

28 horas 30 €/hora 840 €

10341,64 €


158

Anexo IV Anexo digital En el anexo digital del CD adjunto se incluyen los siguientes ficheros:

Resumen del proyecto (en español e inglés)

Copia en PDF de este documento

Ficheros EXCEL con las medidas in situ recogidas en el teatro y los cálculos

realizados sobre las mismas (tanto el tiempo de reverberación como el ruido de

fondo)

Ficheros EXCEL con el resto de los cálculos realizados durante la ejecución de

este proyecto

Proyecto de EASE (incluye materiales, texturas, altavoces, aura mapping y

ficheros “.bir” con las auralizaciones)

Ficheros “.wav” originales y auralizados empleados en el análisis de la audición

subjetiva en la sala.

Ficheros “.pdf” con las hojas de especificaciones del fabricante para los

altavoces empleados en el diseño.

Documents

PROYECTO FIN DE GRADOoa.upm.es/54953/1/TFG_MARLEN_SEVILLA_PEREZ.pdf · INGENIERÍA Y SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN PROYECTO FIN DE GRADO TÍTULO: Estudio acústico y diseño de un