Simulación acústica de recintos y sistemas de creación

 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO[pic 3][pic 4][pic 5]

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

ACUSTICA ARQUITECTURAL

"Análisis acústico de recintos y sistemas de creación de sonido virtual"

P R E S E N T A:

HERNANDEZ OCHOA JOSÉ CARLOS RODRIGUEZ HERNÁNDEZ DAVID ORDAZ RUIZ EDGAR ALAN

P R O F E S O R:

GARCIA BERISTAIN SERGIO

CDMX, 2024[pic 6]

ÍNDICE

1. Análisis acústico de recintos        1

1. Introducción        1
2. Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la palabra        1
3. Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la música        3
4. Ejemplos prácticos de análisis acústico        7
5. Análisis acústico del Teatro Municipal de Girona (España)        9
6. Análisis acústico del Palau de la Música Catalana, Barcelona (España)        15

1. Simulación acústica de recintos        26

1. Introducción        26
2. PROGRAMA AURA        26
3. PARÁMETROS CALCULADOS POR EL PROGRAMA AURA        30
4. Otros parametros        33

1. Sistemas de creación de sonido virtual        37

1. Introducción        37
2. Concepto de auralización        37
3. Estructura de los sistemas de auralización        38
4. Sistema de auralización basado en la unidad de reverberación digital Roland R-880        41

Bibliografía        44

Bibliografía Libros        44

1. Análisis acústico de recintos

1. Introducción

En esta sección se detallan inicialmente los procedimientos necesarios para realizar una diagnosis o caracterización acústica de espacios dedicados tanto a la palabra (como salas de conferencias y teatros) como a la música (como salas de conciertos). Posteriormente, a modo de ejemplo, se presentan los resultados de las mediciones llevadas a cabo en un teatro y en una sala de conciertos. Los protocolos mencionados fueron utilizados en el estudio de caracterización acústica de catorce Teatros y Auditorios de Cataluña, realizado entre 1995 y 1996. Los resultados expuestos corresponden específicamente al Teatro Municipal de Girona y al Palau de la Música Catalana de Barcelona.

1. Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la palabra

Configuración de medida y parámetros relacionados

1. Configuración de medida

Los elementos que es preciso utilizar son los siguientes:

➤ Ordenador portátil

➤ Analizador acústico

➤ Caja acústica auto amplificada

➤ Micrófono omnidireccional (colocado a una altura de 1,2 m respecto al suelo) La configuración de medida se observa en la figura 7.1.

[pic 7]

En la figura 7.2 se presentan los diagramas polares de directividad (en el plano horizontal) de la caja acústica utilizada, correspondientes a las bandas de frecuencias de octava centradas en 250 Hz, 1 kHz y 4 kHz. La razón de seleccionar una caja acústica con estos diagramas polares es la similitud que guardan con los de la voz humana.

[pic 8]

1. Parámetros

Los parámetros relacionados con la configuración de medida anterior son los siguientes:

➤ Ruido de fondo (NC)

➤ Tiempo de reverberación (RT)

➤ Claridad de la voz (C50)

➤ Definición (D)

➤ Inteligibilidad de la palabra (RASTI)

➤ Sonoridad (S)

1. Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la música

Configuración de medida nº1 y parámetros relacionados

1. Configuración de medida nº1: medidas con micrófono omnidireccional

Los elementos que es preciso utilizar son los siguientes:

➤ Ordenador portátil

➤ Analizador acústico

➤ Etapa de potencia

➤ Caja acústica omnidireccional (dodecaedro)

➤ Micrófono omnidireccional (colocado a una altura de 1,2 m respecto al suelo) La configuración de medida nº1 se observa en la figura 7.3.

[pic 9]

1. Parámetros

Los parámetros relacionados con la configuración de medida anterior son los siguientes:

➤ Ruido de fondo (NC)

➤ Tiempo de reverberación (RT)

➤ Calidez acústica (BR) y brillo (Br)

➤ “Early Decay Time” (EDT)

➤ Sonoridad (G)

➤ “Initial-Time-Delay Gap” (tI )

➤ Relaciones energéticas (ELR): Ct , Ct0 , Cx, (Ct0 - Cx)

➤ Claridad musical (C80)

➤ Curva de energía reflejada acumulada (RECC)

➤ Eficiencia Lateral (LF)

➤ Soporte Objetivo (ST1)

Configuración de medida nº2 y parámetro relacionado

1. Configuración de medida nº2: medidas con micrófono bidireccional

Los elementos necesarios son los mismos que en la configuración nº1, con la excepción de que el micrófono omnidireccional se reemplaza por uno bidireccional.

1. Parámetro

El parámetro relacionado con la configuración de medida anterior es el siguiente:

➤ Eficiencia Lateral (LF)

Configuración de medida nº3 y parámetro relacionado

1. Configuración de medida nº3: medidas con cabeza artificial (“dummy head”)

Los elementos que es preciso utilizar son los siguientes:

➤ Ordenador portátil

➤ Analizador acústico

➤ Etapa de potencia

➤ Caja acústica omnidireccional (dodecaedro)

➤ Cabeza artificial (con un micrófono omnidireccional colocado en la entrada de cada oído) La configuración de medida nº3 se observa en la figura 7.4.

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1. Parámetro

El parámetro relacionado con la configuración de medida anterior es el siguiente:

➤ Correlación cruzada interaural (IACC)

En la figura 7.5 se observa el dodecaedro utilizado en las medidas.

[pic 11]

Respecto a las características direccionales del dodecaedro, la figura 7.6 muestra los diagramas polares de directividad en los planos horizontal y vertical para las bandas de frecuencias de octava centradas en 250 Hz, 1 kHz y 4 kHz.

[pic 12]

Se observa que, efectivamente, la radiación de la fuente sonora tiende a ser omnidireccional en todas las bandas de frecuencias de interés.

1. Ejemplos prácticos de análisis acústico

Como se mencionó en el apartado 7.1.1, los dos ejemplos prácticos de diagnosis acústica, extraídos del estudio de caracterización acústica de catorce Teatros y Auditorios de Cataluña, son los correspondientes al Teatro Municipal de Girona y al Palau de la Música Catalana de Barcelona. Los principales objetivos de dicho estudio fueron:

➤ Realizar un diagnóstico del comportamiento acústico de los recintos estudiados basado en la interpretación de los valores de los parámetros medidos.

➤ Sugerir posibles acciones para mejorar las condiciones acústicas de las salas estudiadas.

Además, se creó una base de datos de sonido virtual para simular auditivamente cualquiera de dichas salas. El sistema de creación de sonido virtual, basado en el programa de simulación acústica AURA (apartado 7.2) y en la unidad de reverberación digital Roland R-880, se describe en el apartado 7.3.4.

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