Foros de SóloIngeniería

- 04 May 2010, 18:38 #219119

SOBRE LA ECUALIZACIÓN DE FUENTES SONORAS EN ENSAYOS DE CONFORMIDAD CON ISO 140-4

INTRODUCCIÓN
Desde hace cierto tiempo, se está exigiendo un cumplimiento más estricto de la conformidad con las normas de ensayo. Este endurecimiento está relacionado con una mayor formación del personal técnico tanto entre los profesionales encargados de la realización de los ensayos y la redacción de los informes como el de los encargados de la evaluación de dichos informes.

El cumplimiento estricto debe tener como objetivo que tanto los resultados como los informes realizados por distintos laboratorios sean fácilmente intercomparables. Desgraciadamente, la norma internacional es ambigua en muchos de sus requisitos y establece otros difícilmente extrapolables del laboratorio a la práctica en condiciones reales "in situ".

EL "ESPÍRITU" DE LA NORMA
Antes de analizar el más escondido párrafo de una norma deberíamos comprender su esencia, y en el caso que nos ocupa es tangible y objetiva. En el punto 1. OBJETO Y APLICACIÓN, se nos deja claro que trata de los métodos aplicables para la medición "in situ" de los aislamientos en campo reverberante.

Es evidente que la obtención de un campo reverberante es muy difícil incluso en laboratorio, aún más en recintos reales y especialmente en aquellos pequeños y con baja reverberación, pero es obligación de quien efectúa la medición intentar ser lo más fiel a la esencia de la norma.

Para conseguir lo más parecido a un campo reverberante en el recinto emisor se dispone de varias herramientas:

-El promediado espacial mediante la colocación del micrófono
Una media de más medidas en diferentes condiciones va reflejar mejor la realidad del campo sonoro existente

-El promediado espacial mediante la colocación de la/s fuente/s de ruido
También es necesario medir con varias posiciones de fuente, especialmente en presencia de fuertes modos estacionarios que pueden excitarse o no dependiendo de la posición de ésta.

-La elección de la fuente y su espectro de emisión
La directividad de una fuente dada es algo que no puede ajustarse, pero el espectro de emisión sí puede variarse ecualizando.

LA NECESIDAD DE ECUALIZAR
Midiendo en bandas de tercio de octava, idealmente deberíamos generar un ruido que sea significativo para toda la banda pero la resolución en frecuencia está limitada a ese ancho de banda, de manera que la norma usa las diferencias entre bandas adyacentes como indicador de que no se está cumpliendo la premisa.

Más específicamente, en el punto 6.2, la norma dice que: "el espectro sonoro en el recinto emisor no debe tener diferencias de nivel mayores de 6 dB entre bandas de tercio de octava adyacentes".

Es precisamente este párrafo uno de los más ambiguos, con tres interpretaciones posibles que pueden hacer que a diferentes entendedores, un mismo ensayo sea válido o no. La clave es ¿A qué se refiere el Comité Tecnico redactor de la norma como "espectro sonoro en el recinto emisor"?

INTERPRETACIÓN Nº1: LA MEDIA DEL NPS MEDIDO
En total, se tiene un número de al menos 5 posiciones de micrófono y 2 de fuente que da 10 espectros de nivel de presión sonora. Es un criterio muy extendido que la media de los diez niveles sea quien no debe sufrir las desviaciones de más de 6 dB, puesto que aunque el espectro de cada una de ellas sufra subidas y bajadas (por la existencia de modos estacionarios en baja frecuencia y reflexiones discretas en media frecuencia), la media debe ser lo más estable posible.

Gráfico BBN

En principio, esta interpretación parece coherente aunque compleja de asegurar "in situ" y necesitaría del empleo del ecualizador en algunos casos por encima de 100Hz y en l práctica totalidad si se mide desde 50Hz.

INTERPRETACIÓN Nº2: CADA NPS MEDIDO
Cada una de las 10 medidas debería tener diferencias menores de 6 dB en bandas adyacentes, algo casi imposible de cumplir y que no puede solucionarse con ecualización, ya que esta no puede emplearse individualmente en cada toma.

La solución para salir del paso y conseguir que el informe sea aceptado es situar el micro a la distancia mínima permitida por la norma: 1 m de la fuente y 0,7 de las otras posiciones, formando típicamente un pentágono con el micrófono en los vértices y la fuente en el centro, en el cual se capta principalmente el campo directo de la fuente, lo que impide que la sala influya en la respuesta en frecuencia medida.

Esta interpretación me parece equivocada a todas luces, ya que las medidas son más parecidas a las tomadas en campo libre que a campo reverberante y están en oposición frontal a otros requisitos de la norma como que las posiciones se distribuyan uniformemente a lo largo de todo el espacio útil.

INTERPRETACIÓN Nº3: LA POTENCIA SONORA DE LA FUENTE
La fuente sonora debería emitir con un espectro de potencia con diferencias menores de 6 dB en bandas adyacentes, esto permitiría que una vez conocida la potencia de la fuente sonora, se aplicara una única ecualización para cualquier sala.

Esta interpretación parece coherente y va en la línea de no excitar la sala con un ruido que pueda falsear los resultados, pero hay un hecho que nos induce a tener más seguridad en que ésta es la interpretación adecuada:

En el punto B.2 del Anexo B, que trata de los procedimientos para medir el aislamiento en bandas de octava se dice: "El sonido generado en el recinto emisor debería ser estable y tener un espectro plano. Esto debe comprobarse mediante medidas en cámara reverberante de los nivieles de potencia sonora de la fuente."

Por tanto, pienso que si en el punto B.2 establece que para comprobar que el sonido generado en el recinto emisor, debe comprobarse con medidas de los niveles de potencia, igualmente en el punto 6.2, por espectro sonoro en el local emisor se refiere a niveles de potencia y por tanto no debe exigirse que los niveles de presión sonora tengan diferencias menores de 6 dB entre tercios adyacentes, ni su media, ni sus valores individuales.

Espero vuestros comentarios

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- 08 May 2010, 09:52 #219875

Hola José, a mi entender, veo más consecuente la primera opción, en tanto considero que el espectro generado se refiere a presión sonora, en lugar de potencia, aunque efectivamente la problemática la vas a tener para conseguir ese límite de diferencia de valores entre bandas adyacentes. Saludos amigo.

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- 08 Ago 2010, 20:59 #233905

Saludos a todos.
Me uno a este interesante debate. En mi opinión, siendo consecuentes con el objeto de la norma y teniendo claro que la premisa es llevar a cabo el análisis de un parámetro bajo las condiciones de campo difuso, creo indispensable considerar el sistema FUENTE+RECINTO como objetivo de la ecualización. Dicho esto, coincido en que medir a 1m de la fuente realmente va en contra del concepto de campo difuso y no asegura para nada su cumplimiento.
Pienso que lo lógico sería asegurar las diferencias en base al promediado espacial, cuánto más mejor, de los valores SPL, o bien individualmente tal y como se comenta en la interpretación nº1 y en el primer párrafo de la nº2. Pero claro, resulta muy complejo de asegurar in situ.
En cuanto a la interpretación nº3 tengo mis dudas puesto que entiendo que una única ecualización para corregir la emisión de la fuente (como se plantea en el Anexo B2) está dejando de lado a una parte esencial del sistema como lo es el recinto. Si únicamente se utilizara una ecualización y se asegurara que la fuente emite ruido de banda ancha perfectamente controlado…¿aseguraría eso que una vez inmersa la/s fuente/s en cualquier recinto, se produjera allí un campo difuso? Entendiendo por campo difuso como la situación en que la densidad media de energía se mantiene idealmente constante para cualquier punto del recinto. Es por ello que interpretando dicho Anexo, se da a entender que el recinto no es parte del sistema a ecualizar y entonces mi pregunta es: si la geometría de un recinto provoca refuerzos y atenuaciones de la energía acústica en ciertos puntos del mismo, ¿es suficiente la tolerancia de los +/- 6 dB en bandas adyacentes como para utilizar una única ecualización para cualquier recinto y prescindir así del promediado espacial? ¿Puede la geometría de un recinto variar el concepto de “difuso”?

Saludos

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- 15 Oct 2010, 12:23 #242310

Pienso que lo lógico sería asegurar las diferencias en base al promediado espacial, cuánto más mejor, de los valores SPL, o bien individualmente tal y como se comenta en la interpretación nº1 y en el primer párrafo de la nº2. Pero claro, resulta muy complejo de asegurar in situ.

Hoy en día hay sonómetros que te avisan de que la media tiene diferencias de más de 6 dB, creo que es lo adecuado porque todos los programas y hojas de cálculo que he usado también te avisaban pero con una pega: Si te avisan en la oficina, te obligan a repetir el ensayo o entregarlo con una no conformidad.

tengo mis dudas puesto que entiendo que una única ecualización para corregir la emisión de la fuente (como se plantea en el Anexo B2) está dejando de lado a una parte esencial del sistema como lo es el recinto. Si únicamente se utilizara una ecualización y se asegurara que la fuente emite ruido de banda ancha perfectamente controlado…¿aseguraría eso que una vez inmersa la/s fuente/s en cualquier recinto, se produjera allí un campo difuso? Entendiendo por campo difuso como la situación en que la densidad media de energía se mantiene idealmente constante para cualquier punto del recinto.

Esta última frase es muy reveladora porque con un ecualizador sólo se afecta el espectro de la señal emitida pero nunca la distribución espacial de la presión. Para tener un campo más difuso lo ideal sería poner más dodecaedros con ruido decorrelado
Con respecto a variar la ecualización, es obvio que no, ya que habría que procesar por separado las medidas de sala emisora, receptora y ruido de fondo haciendo el procedimiento complicado, pero aparte la norma lo prohibe al pedir un "espectro contínuo".

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