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RAE

1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO DE SONIDO

2. TÍTULO: SISTEMA DE ESTIMULACIÓN SONORO DE EXPERIMENTACIÓN PARA ROSA SILVESTRE

3. AUTORES: Julián David Muñoz Giraldo, Sergio Manuel Ayala Godoy

4. LUGAR: Bogotá, D.C.

5. FECHA: Julio de 2013

6. PALABRAS CLAVE: CAMPO SONORO, CAMPO DIRECTO, CAMPO REVERBERANTE, DISTANCIA

CRÍTICA, TIEMPO DE REVERBERACIÓN, RESONANCIA, ABSORCIÓN ACÚSTICA, ESTIMULACIÓN SONORA.

7. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: diseñar, construir y evaluar un sistema de radiación sonoro en un cuarto

controlado durante 17 días de experimentación para estimulación de especímenes de rosa silvestre.

8. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Línea de investigación de Tecnologías Actuales y Sociedad de la Universidad de San Buenaventura

9. FUENTES CONSULTADAS:

BERANEK, Leo. Acústica. 2da edición. Massachusetts. Editorial McGraw Hill. 1954. P. 38

INGENIERIA ACUSTICA, 2da edición. Teoría y Aplicaciones. Springer. Michael Möser , José Luis barros- 2009

CONCERT HALLS AND OPERA HOUSES: MUSIC, ACOUSTICS, AND ARCHITECTURE. 975 Memorial Drive suite 804. Leo Beranek.

10. CONTENIDOS: Durante la fotosíntesis en las plantas se produce un fenómeno de resonancia en una

escala cuántica entre los electrones de la antena de clorofila compleja, transmitiendo energía al centro de reacción de las plantas según el estudio (¿puede la música influenciar las plantas?) de la universidad Federal de Vicosa en Brasil. Por lo tanto se puede plantear la idea que una serie de sonidos organizados como la música, puede resonar con las frecuencias de oscilación natural de las plantas

11. METODOLOGÍA: El enfoque de este proyecto es empírico-analítico.

12. CONCLUSIONES:

Se evidencio que es más relevante para el desarrollo de los especímenes vegetales los resultados del posicionamiento de las fuentes sonoras y la distancia fuente receptor, por lo tanto no es tan necesario para el desarrollo saludable de los especímenes, el control acústico de un recinto de experimentación, ya que los resultados hubieran podido ser más efectivos para estas especies si esta experimentación se realiza en un campo abierto en condiciones naturales de iluminación, humedad y temperatura, con algún sistema de parlantes que resistan condiciones de intemperie con el fin de aprovechar el ambiente necesario para que los especímenes se desarrollen más naturalmente conservando una distancia fuente receptor menor o igual a la distancia crítica.

2

SISTEMA DE ESTIMULACIÓN SONORO DE EXPERIMENTACIÓN PARA ROSA SILVESTRE

JULIÁN DAVID MUÑOZ GIRALDO

SERGIO MANUEL AYALA GODOY

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERIA

i

3

PROGRAMA DE INGENIERIA DE SONIDO BOGOTA

2012

SISTEMA DE ESTIMULACIÓN SONORO DE EXPERIMENTACIÓN PARA ROSA SILVESTRE

JULIÁN DAVID MUÑOZ GIRALDO

SERGIO MANUEL AYALA GODOY

Trabajo de grado para optar al título de ingenieros de sonido.

Miguel Ángel Olivares Tenorio Ingeniero De Sonido

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UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SONIDO BOGOTA

2012

Nota de aceptación: _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________

Ing. Miguel Ángel Olivares Tenorio Tutor

_____________________________

Ing. MANUEL TORRES Jurado 1.

_____________________________

Ing. DARIO PAEZ Jurado 2.

Bogotá D.C., 1 de Noviembre de 2012

iii

5

AGRADECIMIENTOS En primer lugar damos gracias a Dios y agradecemos especialmente a Ricardo Trujillo Ruiz, José Fernando Afanador, David Felipe Niño, Juan Sebastián Páez Izquierdo, Juan Camilo Santamaría, Juan Camilo Sánchez, Laura Franco, Sergio Neiva, Miguel Betancourt, Sergio Espinoza, Daniel Jaramillo, Juan Camilo Cobos, Laura Villa y al Ing. Armando Caraballo, por toda la colaboración e interés brindado en el desarrollo de esta investigación de igual forma a los ingenieros Miguel Ángel Olivares Tenorio, Luis Fernando Hermida, Marcelo Herrera, Alexander Ortega, Oscar Acosta y Jorge Casas por toda la ayuda asesorías y experiencia entregada en el desarrollo de este proyecto. Principalmente agradecemos a nuestros padres y familiares por su apoyo incondicional en la construcción de nuestra profesión y futuro.

iv

6

CONTENIDO

pag

GLOSARIO XVIII

RESUMEN XX

INTRODUCCIÓN 21

1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................... 22

1.1 ANTECEDENTES...................................................................... 22

1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA............. 23

1.3 JUSTIFICACIÓN....................................................................... 24

1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN..................................... 24

1.4.1 Objetivo General........................................................ 24

1.4.2 Objetivos Específicos................................................ 24

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO................... 25

2 METODOLOGÍA...................................................................................... 26

2.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE LA UNIVERSIDAD / LÍNEA DE

INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD / NUCLEOS PROBLÉMICOS…. 26

2.2 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN........................................ 26

2.3 HIPÓTESIS............................................................................... 26

7

2.4 VARIABLES............................................................................. 27

2.4.1 Variables Independientes......................................... 27

2.4.2 Variables Dependientes............................................ 28

3 MARCO DE REFERENCIA.................................................................... 28

3.1 MARCO CONCEPTUAL........................................................... 28

3.1.1 caracterización del sonido…………………………… 28

3.1.2 Unidades del sonido………………………………….. 29

3.1.3 Potencia acústica……………………………………… 29

3.1.4 La Intensidad Acústica:……………………………….. 29

3.1.5 Relación entre presión, potencia e intensidad……. 30

3.1.6 Impedancia Característica del Medio……………….. 30

3.1.7 Tiempo de reverberación:…………………………….. 30

3.1.8 Campo sonoro…………………………………………... 21

3.1.9 Distancia crítica (dc)…………………………………… 31

3.1.10 Estimulación sonora para plantas…………………. 31

3.1.11 Sistema de radiación sonoro……………………….. 31

3.1.12 El campo Cercano…………………………………….. 32

3.1.13 El campo Lejano………………………………………. 32

3.1.14 El campo libre………………………………………….. 32

8

3.1.15 El campo reverberante……………………………….. 32

3.1.16 Campo sonoro uniforme……………………………... 32

3.1.17 Campo sonoro musical………………………………. 32

3.1.18 Distancia fuente receptor…………………………..... 32

3.1.19 Cuarto controlado…………………………………….. 33

3.1.20 Diseño acústico……………………………………….. 33

3.1.21 La Resonancia celular………………………………... 33

3.1.22 Contaminación sonora……………………………….. 33

3.1.23 Vibraciones musicales……………………………….. 33

3.1.24 Músico-terapia…………………………………………. 33

3.1.25 Software de simulación acústica…………………... 33

3.2. MARCO LEGAL O NORMATIVO………………………………. 34

3.2.1. ISO3382-2 medición del tiempo de reverberación de

recintos con

Referencia a otros parámetros acústicos y Condiciones de la

fuente……………………………………………………………. 34

3.2.2 Método de medición……………………………………. 35

3.2.3 AES standard on acoustics- sound source modeling-

loudspeaker polar radiation measurements……………….35

3.2.4 Condiciones de medición……………………………... 35

3.2.4.1 Distancia de medición……………………………….. 35

9

4. DESARROLLO INGENIERIL……………………………………………… 36

4.1 Simulación y diseño del sistema usando el software EASE para

diseños acústicos…………………………………………………….. 37

4.1.1 Condiciones iniciales………………………………….. 37

4.1.2 Condiciones finales……………………………………. 49

4.2 Medición de tiempos de reverberación según la norma ISO 3382-2 y

condiciones atmosféricas…………………………………………… 57

4.2.1 Especificaciones Medición Tiempo de Reverberación

condiciones iniciales…………………………………………. 58

4.2.2 Especificaciones Medición Tiempo de Reverberación

condiciones finales…………………………………………… 62

4.3 CONSTRUCCION Y MONTAJE DEL SISTEMA……………… 67

4.4 EXPERIMENTACION Y OBSERVACION DEL SISTEMA DE

ESTIMULACION SONORO PARA PLANATA…………………….. 70

4.4.1 METODO DE EXPERIMENTACION…………………. 81

5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS……………………. 82

5.1. INCERTIDUMBRE………………………………………………... 82

5.1.1 Instrumentos de medición…………………………….. 82

5.1.2 Subjetividad de la medición…………………………... 82

10

6. CONCLUSIONES…………………………………………………………… 83

7. RECOMENDACIONES…………………………………………………….. 85

BIBLIOGRAFÌA………………………………………………………………… 86

ANEXOS………………………………………………………………………… 88

11

CONTENIDO DE FIGURAS

Figura 1: Diagrama Desarrollo Ingenieril…………………………………. 36

Figura 2: Grafica de levantamiento de planos y distribución de fuentes

software EASE en condiciones iniciales…………………………………. 39

Figura 3: Grafica de moldeamiento en 3D, EJES X Y Z, Grafica de

levantamiento de planos y distribución de fuentes software EASE en

condiciones iniciales…………………………………………………………. 40

Figura 4: Grafica de Simulación con el sistema de sonorización en condición

inicial, Campo directo a 500 Hz por octava en un área de audiencia a 50 cm

del parlante……………………………………………………………………... 43

Figura 5: Escala de colores dependiendo su amplitud a 1000 Hz Campo

directo en condición inicial…………………………………………………..43

Figura 6: Escala de colores dependiendo su amplitud a 2000 Hz Campo

directo en condición inicial…………………………………………………..44

Figura 7: Escala de colores dependiendo su amplitud a 4000 Hz Campo

directo en condición inicial…………………………………………………..44

Figura 8: Grafica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 8000 Hz

Campo directo en condición inicial………………………………………... 45

Figura 9: Grafica de Simulación Campo directo. dB Vs Frecuencia... 45

Figura 10: Simulación campo directo en valores máximos, promedios, reales

y mínimos respectivamente…………………………………………………. 46

Figura 11: Grafica de Simulación distribución de valores para campo directo

en condición inicial…………………………………………………………… 46

12

Figura 12: Grafica de Para la banda de 1000 Hz la amplitud promedio es de 81

dB………………………………………………………………………………… 47

Figura 13: Grafica Para la banda de 2000 Hz el valor promedio de amplitud

es 79,31 dB……………………………………………………………………... 47

Figura 14: Grafica Para la banda de 4 kHz el valor promedio en amplitud es

75,52 dB………………………………………………………………………… 48

Figura 15: Grafica Para la banda de 8 kHz el valor promedio en amplitud es

79,19 dB…………………………………………………………………………. 48

Figura 16: Levantamiento estructural en software EASE 4.3…………. 49

Figura 17: Grafica de simulación en 3D, ejes X, Y, Z - Posterior al diseño –

simulación del sistema según software EASE………………………… 50

Figura 18: Grafica de Simulación con el sistema de sonorización en

condición inicial, Campo directo a 500 Hz en un área de audiencia a 50 cm

del parlante…………………………………………………………………….. 53

Figura 19: Grafica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 1000 Hz

Campo total condiciones finales según software EASE……………… 53

Figura 20: Grafica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 2000 Hz

Campo total condiciones finales según software EASE……………… 54

Figura 21: Grafica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 4000 Hz

Campo total condiciones finales según software EASE………………. 54

Figura 22: Grafica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 8000 Hz

Campo total condiciones finales según software EASE……………… 55

Figura 23: Grafica de Simulación Campo total. dB Vs Frecuencia/ tercio de

octava posterior a la simulación del sistema según software EASE... 55

13

Figura 24: Grafica Simulación campo total en valores máximos, promedios,

reales y mínimos respectivamente posterior a la simulación del sistema

según software EASE……………………………………………………….. 56

Figura 25: Trazado de 100 rayos de tercer orden (hasta la tercera reflexión),

para comprobar uniformidad en el campo acústico…………………… 56

Figura 26: VISTAS 3D Trazado de 100 rayos de tercer orden (hasta la tercera

reflexión), para comprobar uniformidad en el campo acústico………. 57

Figura 27: Imagen condiciones iniciales…………………………………. 59

Figura 28: Imagen de posicionamiento de fuentes y micrófonos de

medición………………………………………………………………………. 59

Figura 29: RESPUESTA AL IMPULSO CONDICIÓN INICIAL (CURVAS ETC) E

ITDG…………………………………………………………………………….. 61

Figura 30: CURVA ETC CONDICION INICIAL…………………………… 62

Figura 31: Imagen condiciones finales…………………………………… 64

Figura 32: Imagen de posicionamiento de fuentes y micrófonos de medición

condición final…………………………………………………………………. 64

Figura 33: RESPUESTA AL IMPULSO CONDICIÓN FINAL (CURVAS ETC) E

ITDG…………………………………………………………………………….. 66

Figura 34: CURVA DE CAIDA ENERGÉTICA CONDICION FINAL…….. 67

Figura 35: Estructura del techo…………………………………………….. 68

Figura 36: Estructura del techo condición final…………………………. 68

Figura 37: Medidas del cuarto interno y externo y distancias de fuente

receptor…………………………………………………………………………. 69

14

Figura 38: Imagen condiciones finales……………………………………. 69

Figura 39: contenido en frecuencia de la obra musical de

experimentación………………………………………………………………. 70

Figura 40: Imagen condiciones iniciales planta A y B serán destinadas al

cuarto de control no estimulado…………………………………………… 71

Figura 41: Imagen condiciones iniciales planta C y D serán destinadas al

cuarto de experimentación acústica………………………………………..71

Figura 42: Grafica de barras de condiciones iniciales de ambos cuartos.72

Figura 43: Grafica de barras para registros de ambos cuartos………. 73

Figura 44: Imagen décimo día planta A y B destinadas al cuarto de control

no estimulado………………………………………………………………….. 73

Figura 45: Imagen décimo día planta C y D destinadas al cuarto de

experimentación acústica…………………………………………………….74

Figura 46: Grafica de barras parámetros registrados décimo día para ambos

cuartos…………………………………………………………………………. 74

Figura 47: Gráfica de barras de totales registrados para ambos cuartos

décimo día……………………………………………………………………… 75

Figura 48: Imagen día 15 planta A y B destinadas al cuarto de control no

estimulado……………………………………………………………………… 75

Figura 49: Imagen día 15 planta C y D destinadas al cuarto de

experimentación acústica…………………………………………………. 76

Figura 50: Grafica de barras parámetros registrados día 15 para ambos

cuartos………………………………………………………………………….. 76

15

Figura 51: Gráfica de barras totales registradas para ambos cuartos día

15…………………………………………………………………………………. 77

Figura 52: Imagen día 17 planta A y B destinadas al cuarto de control no

estimulado……………………………………………………………………… 77

Figura 53: Imagen día 17 planta C y D destinadas al cuarto de

experimentación acústica…………………………………………………… 78

Figura 54: Grafica de barras de parámetros registradas día 17 para ambos

cuartos…………………………………………………………………………. 78

Figura 55: Gráfica de barras totales registradas para ambos cuartos día

17………………………………………………………………………………… 79

Figura 56: Imagen hojas cuarto control día 10………………………….. 79

Figura 57: Imagen hojas cuarto estimulado día 10……………………... 80

Figura 58: Imagen hojas grupo de control día 17………………………. 80

Figura 59: Imagen hojas grupo estimulado día 17……………………… 81

16

CONTENIDO TABLAS

Tabla 1: Grafica de Tiempo Reverberación – Condición inicial según software

EASE……………………………………………………………………………. 40

Tabla 2: Se introduce en la simulación el ruido de fondo medido en

condiciones iniciales…………………………………………………..…….. 41

Tabla 3: Introducimos en la simulación condiciones ambientales medidas

con la estación meteorológica en condiciones iniciales como humedad,

temperatura y presión atmosférica……………………………………….. 41

Tabla 4: Características de c/u de los parlantes……………………….. 42

Tabla 5: Grafica de Tiempo Reverberación Obtenido – Posterior al diseño -

Simulación del sistema según software EASE…………………………. 50

Tabla 6: simulación condiciones ambientales medidas en condiciones finales

con la estación meteorológica como humedad, temperatura y presión

atmosférica……………………………………………………………............. 51

Tabla 7: ruido de fondo en condiciones finales………………………. 51

Tabla 8: Características de c/u de los parlantes condiciones finales.52

Tabla 9: TABLA DE RT20 / TERCIO DE OCTAVA. PUNTO DE MEDICIÒN 1 EN

CONDICIONES INICIALES…………………………………………………… 60

Tabla 10: TABLA DE RT20 / TERCIO DE OCTAVA. PUNTO DE MEDICIÒN 2 EN

CONDICIONES INICIALES…………………………………………………… 60

Tabla 11: TABLA RT20 / POR TERCIO DE OCTAVA. PUNTO DE MEDICIÒN 1

CONDICIONES FINALES…………………………………………………….. 65

Tabla 12: TABLA RT20 / POR TERCIO DE OCTAVA. PUNTO DE MEDICIÒN 2

CONDICIONES FINALES…………………………………………………….. 65

17

Tabla 13: Tabla de parámetros registrados en condiciones iniciales para

ambos cuartos……………………………………………………………………. 72

Tabla 14: Tabla de totales para registros de ambos cuartos……………...72

Tabla 15: Tabla de parámetros registrados décimo día para ambos

cuartos…………………………………………………………………………..... 74

Tabla 16: Tabla de totales registrados para ambos cuartos décimo día..75

Tabla 17: Tabla de parámetros registrados día 15 para ambos cuartos…76

Tabla 18: Tabla de totales registrados para ambos cuartos día 15……….77

Tabla 19: Tabla de parámetros registrados día 17 para ambos cuartos…73

Tabla 20: Tabla de totales registrados para ambos cuartos día 17……….79

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TABLA DE ANEXOS

Anexo 1. Especificaciones técnicas de espuma de poliuretano…….. 83

Anexo 2. Especificaciones técnicas de sistema compacto JVL……… 85

Anexo 3. Manual de uso software de simulación acústica EASE 4.3..86

Anexo 4. Manual de uso software de medición Easera………………... 89

Anexo 5. Especificaciones técnicas dodecaedro 01 dB………………. 91

Anexo 6. Descripción técnica Micrófono Behringer ECM8000………. 93

Anexo 7. REFLEXIONES ÚTILES, MOLESTAS Y NO MOLESTAS….. 102

Anexo 8. MEDICIÓN PATRON POLAR DEL ALTOPARLANTE DE …. 103

EXPERIMENTACIÓN

Anexo 9. ANALISIS MODAL DE LA SALA DE EXPERTIMENTACIÓN 111

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GLOSARIO

CAMPO SONORO: Espacio elástico excitado por una fuente sonora,

CAMPO DIRECTO: Zona en la que predomina la energía directa proveniente de una fuente sonora, en este campo la presión acústica disminuye 6 dB cada vez que se dobla la distancia fuente receptor si la fuente es esférica.

CAMPO REVERBERANTE: Aquella zona en la que predomina la energía proveniente de las reflexiones producidas por las superficies de un recinto.

CAMPO LIBRE: es la zona donde los efectos de las reflexiones son insignificantes Comparado con el sonido directo.

CAMPO SONORO UNIFORME: Espacio en el que el decaimiento del sonido es homogéneo en todas las bandas de frecuencia.

DISTANCIA CRÍTICA: Es la distancia en la que el campo directo empieza a comportarse como un campo reverberante.

DISTANCIA FUENTE RECEPTOR: Es aquella distancia que separa una fuente sonora de un receptor, capaz de percibir la energía acústica proveniente de esta.

TIEMPO DE REVERBERACIÒN: Tiempo que demora en decaer totalmente un sonido después de que la fuente sonora ha sido interrumpida.

RESONANCIA: Es el fenómeno producido por la acción de una fuerza periódica que somete a un cuerpo capaz de vibrar a una frecuencia natural coincidente.

ABSORCIÒN ACÙSTICA: Es la capacidad que tiene un material para transformar energía acústica en calor.

AISLAMIENTO ACÙSTICO: Es el tratamiento que se aplica a un recinto para incomunicarlo acústicamente de otros espacios.

ACONDICIONAMIENTO ACÙSTICO: Tratamiento aplicado a un recinto con el fin de obtener condiciones acústicas específicas.

ESTIMULACIÒN SONORA: Es el sometimiento de un individuo a un campo sonoro con el fin de provocar alguna reacción física.

FUENTE SONORA: Es aquel dispositivo capaz de irradiar energía acústica en un medio.

ALTAVOZ: Fuente sonora capaz de transducir energía eléctrica en energía acústica, posee características de directividad, potencia, niveles, etc.

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RECEPTOR: Es aquel espécimen o dispositivo capaz de percibir las vibraciones sonoras en un medio.

POTENCIA ACÙSTICA: Es el total de energía acústica por unidad de tiempo, emitida por una fuente sonora.

POTENCIA ELÈCTRICA: Es el total de energía eléctrica entregada o recibida por algún dispositivo por unidad de tiempo.

FOTOSÌNTESIS: Es el proceso mediante el cual los organismos vegetales transforman la energía proveniente de la luz solar y del medio en nutrientes y energía química.

ORGANISMO VEGETAL: Es un cuerpo orgánico que crece y se desarrolla sin mudar de lugar, tiene la capacidad de producir su alimento mediante el proceso de fotosíntesis.

ÀREA FOLIAR: Es el área superficial efectiva de las hojas o pétalos de las plantas.

VOLUMEN DE RAIZ: es el espacio que ocupa la raíz de una planta en la medición de volumen, en un fluido.

RESONANCIA CELULAR: En este caso en particular describe el fenómeno mediante el cual algunos organelos celulares entran en resonancia con alguna vibración en el aire producido por una fuente sonora.

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RESUMEN

En este documento se describe paso a paso la investigación y el procedimiento que se llevo a cabo, con el fin de diseñar un sistema de estimulación sonoro para rosas silvestres, para comprobar si controlando las condiciones acústicas de un recinto, según especificaciones y conclusiones de experimentaciones anteriores, es posible alterar o estimular el crecimiento vertical de las especies ya mencionadas. Para lograr el objetivo propuesto es necesario incursionar en varias áreas físicas, científicas, biológicas e ingenieriles, ya que es necesario en primera instancia interferir en el comportamiento del sonido en una sala, luego someter a una especie vegetal a un campo sonoro de características previamente definidas en un periodo de experimentación de 17 días y comprar los cambios morfológicos apreciables con individuos de la misma especie y características similares que no son sometidos al tratamiento, finalmente es necesario evidenciar mediante tablas y recolección de datos todas aquellas conclusiones que se puedan extraer de la observación del resultado de la experimentación de estimulación. Este documento también expone el proceso de diseño y simulación computarizada del comportamiento del sonido en el recinto de interés, además todos los procesos y resultados de las mediciones que se llevaron a cabo con el fin de conocer todas las características acústicas y ambientales apreciables que ofrece la sala antes y después del acondicionamiento acústico realizado. Finalmente se describe la construcción e implementación del sistema paso a paso, desde las obras que se le realizaron al recinto hasta la ubicación de las especies de experimentación. Esta experimentación se realiza con el fin de observar si es posible disminuir el tiempo de crecimiento y desarrollo de algunas plantas y de esta forma aumentar el volumen de producción en un cultivo comercial.

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INTRODUCCIÓN

Las ondas de sonido pueden describirse como vibraciones mecánicas que son capaces de transportar energía, una de las formas de transmisión de la energía a través del sonido se produce en la resonancia. Se presenta un fenómeno entre dos sistemas que tienen las mismas frecuencias naturales de oscilación. Durante la fotosíntesis en las plantas se produce un fenómeno de resonancia en una escala cuántica entre los electrones de la antena de clorofila compleja, transmitiendo energía al centro de reacción de las plantas según el estudio (¿puede la música influenciar las plantas?) de la universidad Federal de Vicosa en Brasil. Por lo tanto se puede plantear la idea que una serie de sonidos organizados como la música, puede resonar con las frecuencias de oscilación natural de las hojas, de esta forma seria posible afectar el estado energético de la clorofila, lo que estimula y aumenta la producción de nutrientes en la fotosíntesis. En este sentido, aunque los resultados solamente se podrán presentar de forma muy general se realizara una experimentación con plantas de la especie de rosa silvestre en un cuarto controlado, para evaluar la interferencia de la música en la fotosíntesis y los patrones morfológicos. Los especímenes serán expuestos a dos horas de la canción "Hijo de Mr. Green Genes" de Frank Zappa, durante 17 días, 2 horas los primeros 5 días de 6 AM a 8 AM y 4 horas los siguientes 12 días de 6 a 10 AM. Este método de experimentación es basado en los resultados obtenidos por el biólogo vegetal Jonás Rafael Cipriano por esta razón se usara las mismas técnicas con el fin de obtener resultados similares. Aunque el estudio demostró que no hubo diferencias significativas en el intercambio de gases durante el experimento, si demostró muchos cambios significativos que se observaron en diferentes aspectos como en el área foliar, el volumen de raíz, peso de hojas y contenido de clorofila A y B. Estas variaciones pueden explicarse tomando como base los resultados de otros estudios que mostraron cambios en la división celular, el contenido de proteínas, el desarrollo de raíces, fluidez de la membrana, la actividad de la auxina y la expresión de genes en las plantas sometidas al tratamiento del sonido. Esta área del estudio de la estimulación sonora para vegetales y plantas tiene poca investigación y datos concretos por lo tanto nuevos experimentos deben llevarse a cabo para comprender mejor la influencia de la acústica en las plantas. También es importante estudiar las opiniones de los científicos sobre el fenómeno de estimulación sonora, por esta razón Se han tomado en cuenta algunas Entrevistas y artículos que se describirán posteriormente, en conclusión la mayoría de estos describen que la música puede influir en las plantas. Por otra parte se ha demostrado en estudios anteriores que además que la estimulación sonora es efectiva en el proceso de aceleración del crecimiento en algunas plantas, también se ha observado que en los casos en que los sonidos fueron eficaces en la estimulación del crecimiento, los especímenes de experimentación cambiaban su

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Dirección de crecimiento tornándose en dirección a la fuente, por esta razón es necesario que el diseño del dispositivo de experimentación sea capas de irradiar el cuarto controlado donde se realizara la experimentación de una manera uniforme, de esta forma evitar el crecimiento desviado de las especies, y permitir que el desarrollo y el crecimiento de las plantas sea lo más vertical y optimo posible. Como ya se ha mencionado antes es necesario para optimizar el sistema de estimulación, la adecuación de un recinto para crear un campo sonoro lo más homogéneo posible.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 ANTECEDENTES

En los últimos años se han adelantado diversos estudios y experimentaciones acerca de la influencia de las vibraciones en la estimulación de diversos organismos con el fin de provocar reacciones de diferente tipo, se ha comprobado que en algunos casos que agentes como el agua, las plantas, algunas especies animales responden a estímulos sonoros.

En Brasil, Holanda, Estados Unidos y algunos países asiáticos productores de flores se han realizado anteriormente investigaciones de la influencia del sonido en el desarrollo de las plantas, se han tomado algunas conclusiones importantes de algunos de estos estudios, el articulo INFLUENCIA DE LAS VIBRACIONES ACUSTICAS Y LA MUSICA EN ORGANISMOS VEGETALES, de la universidad ESTADUAL PAULISTA JULIO DE FILHO por Marcelo Silveira Petraglia en el año 2007 en Batucatu Brasil, evidencia que las vibraciones acústicas cumplen un papel importante en el crecimiento de las plantas, en este experimento se someten distintas especies vegetales a diferentes señales acústicas como tonos puros, ruido rosa, música de diferentes géneros, contenidos rítmicos y frecuencias; y se evaluaron diferentes parámetros morfológicos y reacciones de los especímenes de experimentación, finalmente se concluyo que algunas especies respondían positivamente a ciertas secuencias rítmicas en un ancho de banda especifico, igualmente respondían negativamente desviando su crecimiento a frecuencias muy bajas y a altos niveles de presión sonora.

Teniendo en cuenta la influencia del sonido en las plantas es necesario recurrir a los estudios del comportamiento del sonido en los recintos ya que Es importante

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crear un campo sonoro optimo para que este tipo de experimentos ofrezcan resultados satisfactorios, se han tomado referencias de documentos de exposición académicos como ACUSTICA DE RECINTOS de el arquitecto Ricardo Estelles Díaz, el cual relaciona el comportamiento del sonido a distintas frecuencias en el interior de de una sala, lo que ofrece algunas bases importantes en el diseño y adecuación de un recinto para cumplir alguna especificación o requerimiento.

1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

Aunque la industria productora de flores en Colombia es muy fuerte en el mercado mundial y la producción de flores es la tercera actividad comercial que mas genera divisas para la economía nacional, de un momento a otro la actividad económica de la floricultura colombiana se ha ido debilitando paulatinamente. Se ha deteriorado la capacidad de competir de los floricultores colombianos debido a factores como la revaluación del peso, algunos problemas de narcotráfico y violencia que son evidentes en el país además otras economías extranjeras de América, África y Asia están entrando al mercado al producir flores en cantidades importantes. De esta manera la oferta crece más rápido que la demanda. Aunque la floricultura colombiana realiza esfuerzos para conservar su perspectiva en el mercado mundial, creando empresas importadoras y distribuidoras mayoristas en Estados Unidos con el fin de darle un valor agregado a los productos, ha sido un trabajo complicado aumentar su intervención en el mercado minorista en Estados Unidos, que equivale a más de 15.000 millones de dólares anuales.

Basándose en los estudios de estimulación sonora para plantas del centro de ciencias biológicas y de la salud de la universidad de Viçosa en Brasil, el cual concluye que el tratamiento de estimulación con sonidos organizados favorece satisfactoriamente el crecimiento de las plantas y vegetales, es posible pensar en la construcción de un sistema de radiación sonoro diseñado para un área de cultivo de flores especifico, teniendo en cuenta aspectos individuales de cada cultivo como la temperatura, humedad, presión atmosférica y especie de producción, con el fin de disminuir el tiempo que demora cada espécimen en alcanzar el tamaño optimo de cosecha, corte y embalaje y en consecuencia aumentar el volumen de producción de flores para exportación.

Los experimentos realizados por el biólogo vegetal Jonás Rafael Cypriano del centro de ciencias biológicas de la universidad de Viçosa evidencian una aceleración de hasta un 20% en el crecimiento de algunas especies vegetales al ser sometidas a un campo sonoro musical, al ser la experimentación realizada por biólogos, se deja de lado el estudio del campo sonoro y su importancia en el desarrollo, si se realiza el diseño de un sistema de radiación sonoro optimo y especifico para un recinto de cultivo experimental en particular conociendo características importantes como frecuencia y amplitud de la señal que mas favorece la estimulación del crecimiento de la especie de cultivo además la

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distancia adecuada entre la fuente y la especie receptora y las condiciones que puedan afectar el comportamiento de esta señal como la geometría, terminados de la sala y las condiciones del ambiente. Es probable aumentar el porcentaje de aceleración de crecimiento a más del 20%. Esto genera la inquietud ¿Es posible implementar un sistema de radiación sonora diseñado específicamente para una especie vegetal de experimentación con el fin de observar reacciones y cambios en su desarrollo natural?

1.3 JUSTIFICACIÓN

La realización de esta experimentación tiene como misión brindar información importante y precisa sobre la influencia que puede tener un campo sonoro previamente diseñado en el desarrollo y crecimiento de especies vegetales, esto con el fin de que se usen estos datos en la investigación y la posible realización de métodos y mecanismos que sean capaces que incrementar la velocidad en el crecimiento de las plantas logrando un aumento en el volumen de producción en cultivos comerciales de exportación.

Con la investigación de la influencia de campos sonoros en las plantas se evidenciaran algunos parámetros importantes en el diseño y la adecuación acústica de un recinto para este fin especifico, lo cual ofrece información relevante para estudios e investigaciones en distintas áreas que requieran homogeneidad de un campo acústico, absorción y aislamiento, simulaciones computarizadas del comportamiento del sonido en un recinto y técnicas de medición de tiempos de reverberación. Datos que son importantes para estudiantes de ingeniería de sonido y arquitectos.

1.4 OBJETIVOS DE LA EXPERIMENTACIÓN

1.4.1 OBJETIVO GENERAL: diseñar, construir y evaluar un sistema de radiación sonoro en un cuarto controlado de experimentación para estimulación de especímenes de rosa silvestre.

1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Diseñar una configuración que alcance el tiempo de reverberación necesario e irradie la energía acústica especifica, utilizando el programa EASE para diseño acústico.

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comparar los resultados de medición y los datos ofrecidos por la simulación de tiempos de reverberación y nivel de presión sonora necesaria para conocer condiciones reales del recinto y corroborar la simulación previa.

Implementar las adecuaciones acústicas y el modelo de radiación sonora en el recinto siguiendo rigurosamente las especificaciones del diseño previo.

Evaluar los resultados en crecimiento de las especies estimuladas contra especies no estimuladas comparando tres parámetros generales los cuales son: el área de las hojas, altura del tallo y número de nodos después de 17 días de experimentación.

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES

Alcance:

Los resultados obtenidos de estudios anteriores demuestran que la estimulación sonora para crecimiento de plantas y vegetales funciona eficazmente. Las condiciones de experimentación de los biólogos y científicos que han estudiado este fenómeno, no contemplaron aspectos importantes del sonido y las condiciones ambientales que favorecieron el crecimiento de las especies de experimentación, por esta razón es posible intuir que si se realiza un diseño especifico conociendo características claves del sonido de tratamiento como propiedades acústicas de la sala de experimentación como: tipo de señal, frecuencia, amplitud, distancia fuente receptor, temperatura y humedad, es posible disminuir el tiempo de crecimiento y desarrollo de especies vegetales mayor a las experimentaciones pasadas.

Limitación:

Este proyecto se limita a 4 etapas importantes las cuales son: diseño y simulación, medición, construcción y montaje, y finalmente observación.

En la etapa de experimentación el objetivo principal es descubrir en que condiciones es óptimo el tratamiento de estimulación sonora en la especie de rosa silvestre, en la etapa de diseño se realizaran los cálculos de construcción de un sistema de radiación conveniente para el recinto de experimentación en particular, en la fase de construcción de los sistemas y dispositivos para el tratamiento se tomaran en cuenta factores individuales para las especies y la sala en que se lleva a cabo el experimento, lo que quiere decir que un de las limitaciones de desarrollo es que este diseño solo funcionara satisfactoriamente para la experimentación con rosa silvestre en un cuarto controlado de las mismas características y condiciones ambientales controladas.

Luego de la etapa de montaje del dispositivo previamente diseñado y construido, el experimento finaliza con la el estudio, observación y vigilancia de los resultados

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del tratamiento de estimulación sonora en el crecimiento de los individuos de experimentación lo cual implica una limitación en el desarrollo ya que solo es posible medir parámetros muy evidentes como el área de las hojas, altura del tallo y número de nodos, dejando atrás información importante como producción de gases en las plantas, cambios en la división celular y análisis de nutrientes en la tierra, debido a la complicación de estos análisis.

2 METODOLOGÍA

2.1. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE LA UNIVERSIDAD / LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD / NUCLEOS PROBLÉMICOS

El sistema de estimulación sonoro de experimentación para rosa silvestre esta situado en la línea de investigación de Tecnologías Actuales y Sociedad de la Universidad de San Buenaventura, la línea de la facultad para este proyecto es acústica y psicoacústica, gracias a que la finalidad de este proyecto es entregar información basada en la experimentación para análisis en otros estudios relacionados con el comportamiento y percepción del sonido. El núcleo problemático en que se centra esta investigación es Acústica y Audio, debido a que el tema que involucra la investigación realizada esta relacionada directamente las áreas de acústica y audio en la ingeniería de sonido. 2.2. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN El enfoque de este proyecto es empírico-analítico, esto se debe a que no existe un gran volumen de estudios antecedentes que aprueben esta experimentación, por este motivo toda la información recolectada a lo largo del experimento estará relacionada con futuros estudios al respecto. A lo largo de la investigación se realizaron diferentes pruebas y experimentos que aportaron información importante y que debe ser analizada posteriormente en la evaluación del trabajo realizado en este proyecto. 2.3 HIPÓTESIS Con esta experimentación se espera, al implementar satisfactoriamente el prototipo de estimulación sonara, provocar un campo sonoro uniforme en un recinto tratado acústicamente y de esta forma disminuir el tiempo de crecimiento

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de dos especímenes de rosa silvestre roja sometiéndolos a tratamiento de estimulación sonora en un campo sonoro homogéneo, esta aceleración en el crecimiento se evidenciara en la comparación en tamaños y morfología en especies sometidas al tratamiento, y especies de la misma raza en un ambiente natural sin ser sometidas al tratamiento.

Es posible implementar un sistema de estimulación sonora para un área de cultivo ubicada en un cuarto controlado y además conseguir un aumento en el crecimiento vertical del tallo y el área de las hojas de especímenes de rosa roja silvestre, basados en los datos de la simulación computarizada realizada previamente y diseño y cálculos de construcción.

2.4 VARIABLES

2.4.1 VARIABLES INDEPENDIENTES

Condiciones atmosféricas: las condiciones de temperatura y humedad, son parámetros que no se pueden controlar, simplemente monitorear, y juegan un papel muy importante ya que estas variables intervienen directamente en el comportamiento del sonido en un recinto y en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Iluminación artificial: debido a que el recinto en el cual se desarrolla la experimentación cumple el papel de laboratorio de pruebas, y debe ser sometido a un tratamiento de adecuación acústica, la luz natural estará restringida por los parámetros de diseño, es necesario implementar tubos fluorescentes para la iluminación de las plantas, lo cual limita la cantidad y calidad de la luz a las características de gas de mercurio y potencia de las lámparas.

Dimensiones del recinto: debido a que la sala de experimentación se encuentra previamente construida en una locación, la experimentación esta limitada a las dimensiones y volumen de aire ya existentes, estos parámetros no se pueden controlar, el procedimiento es crear superficies con propiedades acústicas de absorción, pero no es posible modificar muy notoriamente las dimensiones de la sala.

Condiciones físicas de especímenes de experimentación: al adquirir plantas comerciales plantadas en condiciones de vivero de 3 meses a partir del sembrado, no es posible controlar el tamaño de tallo, área de las hojas, y numero de nodos de las plantas, ni antes ni después de la experimentación, estas características solamente pueden ser monitoreadas y evaluadas, mas es imposible controlarlas.

Características acústicas de los materiales: como ya se ha mencionado el recinto de experimentación ya se encuentra construido previamente en una locación, lo cual impide un diseño que cumpla con las características acústicas propuestas desde el principio, por lo tanto es necesaria la

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adecuación de este recinto, pero no es posible cambiar las características de los materiales ya existentes en la construcción y terminados del recinto.

2.4.2 VARIABLES DEPENDIENTES:

Homogeneidad del campo sonoro: es posible controlar el campo sonoro que se produce en un recinto manipulando las superficies en las cuales el sonido interactúa en el interior de una sala, y además trabajando con la distribución de fuentes.

Distancia fuente receptor: el experimento requiere que el receptor este a una distancia menor a la distancia critica con el fin de que los especímenes de experimentación estén en influencia del campo directo y en menor cuantía afectado por el campo reverberante, esta distancia depende de el volumen de aire y el nivel de presión sonoro al que se debe someter el receptor.

Nivel de presión sonora: este parámetro relaciona directamente las cualidades y características de los altavoces y el amplificador de potencia eléctrica usada en el experimento, este valor se puede manipular variando los niveles de ganancia que ofrece el amplificador mencionado.

Calidad de tierra y suelo de experimentación: la cantidad de nutrientes y el PH de la tierra usada en la plantación y resembrado de las especies, es uno de los parámetros que se pueden controlar en esta experimentación, ya que es posible la adquisición de tierra para sembrado de diferentes características y cualidades en el mercado.

Tiempos de irradiación sonora: este parámetro también puede llegar a ser relevante en los resultados que ofrece la experimentación, ya que conociendo que el tratamiento es efectivo en los momentos donde la planta realiza el proceso de fotosíntesis, es posible elegir la cantidad de tiempo de exposición de los especímenes siempre y cuando se encuentre en este intervalo de tiempo en el cual la especie de rosa silvestre roja realiza el proceso natural de fotosíntesis.

3 MARCO DE REFERENCIA

3.1 MARCO CONCEPTUAL

3.1.1 caracterización del sonido

El sonido se puede describir como una perturbación que se propaga en un medio. Esta perturbación se produce por cambios locales de presión p, velocidad vibratoria v, o densidad ρ. Cuando se habla de una onda que vibra en el ambiente

30

pueden ser percibidas por el hombre en un intervalo de frecuencias entre 20 Hz y 20 kHz. El contenido en frecuencia que queda debajo de este límite es denominado Infrasonidos y el contenido por encima se le llama Ultrasonidos.

3.1.2 Unidades del sonido

“La unidad para cuantificar el sonido es Pa = N/m2

(Pascal = Newton por metro cuadrado). Aunque se utiliza una escala logarítmica para referirse a la presión sonora, para hacer la escala manejable. Se define el Nivel de Presión Sonora como:

Ec1 0

El nivel de referencia de presión sonora, Pref

= 2⋅10-5

Pa se referencia del umbral

de audición humano a 1.000 Hz. La presión sonora se puede definir como escalar y depende del punto de observación. Par cualquier sistema, el nivel de presión sonora depende de la distancia a la fuente sonora, además de la potencia acústica y finalmente del comportamiento acústico del recinto o del entorno. La presión sonora no brinda información contundente sobre la emisión del sonido.” 1

3.1.3 Potencia acústica

La potencia acústica que irradia una fuente sonora, brinda información acerca del nivel de presión sonora en cualquier punto de la sala o el entorno. El Nivel de Potencia Sonora en dB se puede calcular:

Ec2 1

3.1.4 La Intensidad Acústica

Se puede definir como el flujo medio de energía en una superficie perpendicularmente a la dirección de propagación. La unidad que la define es el

vatio/m2

. El Nivel de Intensidad Sonora se puede definir como:

1 Curso de Prevención y Control de la Contaminación Acústica; Departamento de señales y

comunicaciones. Capitulo 1. http://webs.uvigo.es/gcastro/PFC/Capitulo_uno_b.htm [En línea]

Citado el 3 de Junio del 2012. 0 Ibid.,

1 Ibid.,

31

Ec3 2

3.1.5 Relación entre presión, potencia e intensidad

La intensidad acústica y la presión acústica solamente se pueden relacionar en

campo libre, en un ambiente sin reflexiones. En cualquier punto y en la misma

dirección de propagación se puede decir que:

Ec4 3

ρ es la densidad del aire y c la velocidad del sonido. 2 3.1.6 Impedancia Característica del Medio Es la multiplicación de ρ⋅c a y su valor, para un nivel de temperatura 20ºC y

presión atmosférica de 0.751 mm de Hg es de z = ρ⋅c = 406 rayls (unidad MKS para impedancia acústica). En una onda esférica, la relación entre potencia e intensidad se puede definir:

Ec5 4

Para finalmente obtener:

Ec6 5

Esta Expresión hace la relación entre la presión sonora en campo libre y la potencia acústica W. 3

3.1.7 Tiempo de reverberación Se puede definir como el tiempo que se demora en dejarse de percibir el sonido en un recinto, depende de su intensidad, es el tiempo que necesita la intensidad para disminuir a la millonésima parte del valor inicial o que el nivel de intensidad acústica disminuya 60 dB por debajo del valor inicial. En una sala cuando es excitada con una fuente sonora que emite un sonido continuo que choca contra las 2 Prevención y Control de la Contaminación Acústica; Departamento de señales y comunicaciones.

Capitulo 1. http://webs.uvigo.es/gcastro/PFC/Capitulo_uno_b.htm[En línea]Citado el 17de septiembre del 2012.

2 Ibid.,

3 Ibid.,

4 Ibid.,

5 Ibid.,

3 Prevención y Control de la Contaminación Acústica; Departamento de señales y comunicaciones.

Capitulo 1[En línea] Citado el 15de octubre del 2012.

32

superficies de la sala. Una parte de esta energía incidente se refleja y otra parte de ella es absorbida. Las reflexiones hacen que aumente el nivel de presión sonora de la sala. Pero el fenómeno que se presenta no es uniforme en todas las bandas de frecuencia, ya que los materiales absorben la energía en cada banda de frecuencia según sus coeficientes de absorción sonora.

3.1.8 Campo sonoro

Es el valor de nivel de presión sonora en cada punto de la sala. Se compone de la siguiente manera:

Campo directo: es aquella zona en la que el sonido que se percibe es directamente otorgado por la fuente libre de reflexiones de las superficies de la sala. El nivel de presión sonora disminuye de a 6 dB cuando se duplica la distancia fuente receptor.

Campo reverberante: Es aquella zona en la que el sonido es percibido después de cumplir con múltiples reflexiones que son superpuestas unas con otras permitiendo que el nivel de presión sonora sea relativamente constante en todos los puntos.

3.1.9 Distancia crítica (dc)

Se puede definir como la distancia en la cual el campo directo se empieza a comportar como un campo reverberante. La distancia crítica es un factor que se puede controlar por medio del acondicionamiento acústico de un recinto diseñando un tratamiento de materiales absorbentes.

3.1.10 Estimulación sonora para plantas

Es el sometimiento de una especie vegetal a un campo sonoro mejor si es homogéneo con el fin de provocar una motivación celular para inducir una aceleración en el crecimiento de tallo y hojas de las especies.

3.1.11 Sistema de radiación sonoro

Es un proceso el cual tiene como característica principal irradiar energía acústica, Cuando es necesario excitar un recinto o trasmitir un mensaje auditivo a un individuo.

33

3.1.12 El campo Cercano Es una zona o espacio muy cercano a la fuente en el cual se presentan Alinealidades con respecto de la atenuación del sonido en relación con la distancia (y), muestra efectos de tipo reactivos.

3.1.13 El campo Lejano

Es aquella zona que se crea en relación a la distancia donde se comienza a cumplir la ley del cuadrado inverso que a medida que el receptor se aleja de la fuente la señal decae -6dB por el doble de la distancia para fuentes esféricas, -3dB para fuentes cilíndricas y 0dB para frentes de onda planos.

3.1.14 El campo libre

Es la zona donde los efectos de las reflexiones son muy pequeños Comparado con el sonido directo. Este lugar geométrico se encuentra entre la fuente hasta la distancia crítica DC, que es el lugar a partir del cual existe el campo reverberante. 3.1.15 El campo reverberante

Es esa zona o espacio donde se presenta alguna aleatoriedad en la dirección del flujo del sonido.4

3.1.16 Campo sonoro uniforme

Describe un área y un volumen físico que ha sido sometido a una excitación acústica y la energía es la misma en cualquier punto del recinto o del campo.

3.1.17 Campo sonoro musical

Describe un área y un volumen físico que ha sido sometido a una excitación acústica, y la señal que se uso para excitar el recinto o el campo libre es una pista musical.

3.1.18 Distancia fuente receptor

Es la medida de longitud que existe entre una fuente sonora y un sujeto receptor.

4 Acústica Arquitectónica: Campos Sonoros.

http://www.ingenieriadesonido.com/upload/Acustica%20II.pdf[En línea]Citado el 11 de abril del 2012

34

3.1.19 Cuarto controlado

Describe un recinto del cual se conocen algunas características físicas en este caso específico el volumen, área, La humedad y temperatura.

3.1.20 Diseño acústico

Describe un esquema que se realiza teniendo en cuenta cálculos y medidas referentes a al comportamiento del sonido en un recinto o en un campo libre.

3.1.21 Resonancia celular

En este caso en particular describe el fenómeno mediante el cual algunos

organelos celulares entran en resonancia con alguna vibración en el aire

producido por una fuente sonora.

3.1.22 Contaminación sonora

Puede llamarse también contaminación acústica y se da cuando el sonido que se

percibe es de un nivel muy superior en decibelios, a los que deberían ser normales

o permitidos.

3.1.23 Vibraciones musicales

Son aquellas vibraciones en el aire producidas por una fuente que irradia una

señal musical.

3.1.24 Músico-terapia

Es el manejo de la música y sus elementos musicales (sonido, ritmo, melodía y

armonía) para crear estímulos en humanos u otro ser vivo.

3.1.25 Software de simulación acústica

Son técnicas muy potentes para el cálculo de modelos de predicción acústica de fuentes sonoras en diferentes contextos. Estos son útiles para:

La modelización de todo tipo de emisores acústicos (industria, tráfico rodado, tráfico ferroviario, etc.) y así predecir, evaluar y estudiar el ruido ambiental y su impacto.

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La gestión de la inmisión de ruido de acuerdo con normativas tanto nacionales como internacionales, realizando mapas acústicos y estratégicos de ruido en aglomeraciones.

El diseño y análisis de sistemas de acústica arquitectónica. El cálculo de ruido en naves industriales y recintos cerrados con presencia

de fuentes de ruido El cálculo de la transmisión de ruido aéreo y de impacto entre estancias de

un edificio, así como la transmisión de ruido aéreo desde el exterior. El cálculo del aislamiento acústico de paredes, ventanas, suelos y techos. El cálculo de la absorción acústica de sistemas porosos con caras

perforadas5

3.2. MARCO LEGAL O NORMATIVO

3.2.1. ISO3382-2 medición del tiempo de reverberación de recintos con Referencia a otros parámetros acústicos.

Condiciones de la fuente. Para la medición de tiempo de reverberación y De un recinto es necesario para el análisis acústico de un espacio arquitectónico. La norma ISO 3382-2 plantea condiciones y características de la fuente para desarrollar la medición. “La fuente acústica debe ser tan omnidireccional como sea posible. Debe producir un nivel de presión acústica suficiente para proporcionar curvas de caída con el intervalo dinámico mínimo requerido para que no haya contaminación del ruido de fondo. No son aceptables altavoces comerciales de tipo domestico como fuente omnidireccional. En el caso de medidas de respuestas impulsivas mediante secuencias pseudo-aleatorias el nivel de presión acústica requerido puede ser realmente bajo debido a la posibilidad de conseguir una gran mejora de la relación señal ruido por medio de un promedio correlacionado. En el caso de mediciones que no utilicen la técnica de promedios sincronizados (u otra) para aumentar el rango de caída, será necesario un nivel de fuente al menos de 45 dB superior al nivel de ruido de fondo en la banda de frecuencia correspondiente. Si solo se ha de medir T20 es suficiente generar un nivel que este 35 dB por encima del nivel de ruido de fondo.”6

5 ALAVA INGENIEROS. SOFTWARE SIMULACIÒN ACÙSTICA. http://www.alava-

ing.es/ingenieros/productos/acustica-y-vibraciones/software-simulacion-acustica/ [En línea]Citado el 17de Mayo del 2012 6 ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DE ESTANDARES, Acústica

reverberación de recintos con referencia a otros parámetros acústicos. Bogota: ICONTEC,1997, 4p.(ISO 3382)

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3.2.2 Método de medición. Para la realización de la medición de tiempo de reverberación, la norma ISO 3382-2 habla de de las cualidades de la fuente de tipo impulsivo. La respuesta impulsiva entre un posición de fuente y una posición de receptor en un recinto es una magnitud bien definida que puede medirse mediante gran variedad de formas (por ejemplo utilizando como señales disparos de pistola, impulsos de chispas eléctricas, trenes de ruido, barridos en frecuencia con tonos puros o m-secuencias). El propósito de esta norma no es excluir ningún otro método del que se pueda obtener una respuesta impulsiva correcta. La respuesta impulsiva se puede medir directamente utilizando una fuente impulsiva tal como un disparo de pistola o cualquier otra fuente que, sin ser reverberante en si misma, tenga un espectro suficientemente ancho para cumplir con los requisitos del numeral 5.2.1(La fuente acústica debería ser tan omnidireccional como sea posible y el espectro debe ser razonablemente plano en la banda de octava que haya de medirse). La fuente de impulsos debe poder producir un nivel de presión acústica de pico suficiente para asegurar producir un nivel de presión acústica de pico suficiente para asegurar que la curva de caída empiece al menos 45 dB por encima del ruido de fondo en la banda de frecuencia correspondiente. Si solo se ha de medir T20 es suficiente tener un nivel de 35 dB superior al ruido de fondo.7 3.2.3 AES standard on acoustics- sound source modeling- loudspeaker polar radiation measurements. El estándar AES56-2008 habla de métodos de medición de patrón polar de fuentes. 3.2.4 Condiciones de medición. 3.2.4.1. Distancia de medición. Para la caracterización de la fuente se hace necesario estipular una distancia entre micrófono y fuente, esta distancia está relacionada directamente con el rango en frecuencia que se va a estudiar. La distancia de medición será sometida a 1,0 m. El fabricante deberá indicar la distancia de medición real empleado. Consideración de las distancias de medición reales de altavoces individuales no está cubierta en la presente norma, sin embargo, las medidas prácticas que tratan de reducir los errores de fase en datos complejos, asegurando que la distancia de medición es grande en comparación con las dimensiones de la bocina. Típicamente, la distancia de medición sería un valor mínimo de 4 m, o, más típicamente, 8 m.8

7 Ibid., 10p. (ISO 3382)

8 Ibid., 6p.(AES56-2008)

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4. DESARROLLO INGENIERIL

En la optimización de un campo sonoro para el experimento de irradiación sonora para los especímenes de rosa silvestre, es necesario seguir algunos parámetros que se describirán en el desarrollo del proyecto, en primera instancia es necesario realizar una etapa de diseño y simulación computarizada para visualizar el estado acústico de la sala y predecir a grandes rasgos, que tratamiento es necesario para cumplir las expectativas antes de la adecuación acústica necesaria; posteriormente se debe realizar la medición de tiempo de reverberación y condiciones atmosféricas de la sala, con el fin de conocer las condiciones reales del lugar y comparar estos datos con la simulación computarizada anterior; paso seguido, se debe realizar la obra de adecuación acústica siguiendo los parámetros establecidos de absorción, distribución de fuentes y distancias fuente receptor descritas para los dos especímenes de experimentación en la sala; se debe realizar una medición posterior que evidencie todos los cambios que sufrió el campo sonoro y las condiciones atmosféricas; finalmente se realiza la observación de resultados durante los 17 días de experimentación y la comparación de los resultados y cambios morfológicos de las dos especies tratadas con el tratamiento contra los dos especímenes de las mismas características que no son tratados con la estimulación sonora. A continuación se mostrara un diagrama de bloques que describe el proceso:

Figura 1: Diagrama Desarrollo Ingenieril

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4.1 Simulación y diseño del sistema usando el software EASE para diseños acústicos. 4.1.1 condiciones iniciales SIMULACIÓN DE EASE 4.3 CONDICIÓN INICIAL

Para realizar una simulación computarizada es necesaria la recolección de una serie de datos que son perfectamente perceptibles y medibles, se realiza la visita de observación y se toman datos como las medidas precisas de las dimensiones del recinto, se toman los datos de las características físicas de densidad y propiedades de absorción de los materiales presentes en los terminados del recinto, se visualizan las siguientes cualidades: techo en diagonal y superficies de vidrio y madera, paredes en concreto y madera, piso en caucho. En condición inicial las dimensiones son 3 m de altura máxima, 2.40 m altura mínima, un fondo de 3.8 m y un ancho de 1.5 m para un volumen de 15.39 m3 y un área superficial de 40.09 m2. La condición actual del recinto no cuenta con una uniformidad de materiales en toda su área superficial por lo cual el campo sonoro no es uniforme, y se procede a la introducción de estos datos en el software EASE para el posterior levantamiento de planos de la sala y diseño del sistema acústico adecuado. Para homogenizar la distribución de materiales y así obtener un campo sonoro uniforme y altamente absorbente, se decide recubrir todas las superficies con uno solo material absorbente (espuma flexible de poliuretano de 3 cm de grosor, densidad 26 Kg/m3, resistencia de la tensión de 70 kPa, resistencia de desgarre 0.220 N/mm y una dureza de 14 N) en la totalidad del área efectiva de la sala. Se afectara la forma y dimensiones del volumen de aire contenido ya que este cuarto finalmente tendrá forma de caja de zapatos y con el fin de controlar el campo, en esta etapa de simulación y diseño se decide también la distribución de las fuentes de una manera equidistante utilizando una distribución por rejilla, las cuales deben irradiar la energía acústica necesaria para la estimulación de crecimiento de rosas la cual debe ser de 75 dB – 90dB a una distancia de entre 50 y 70 cm en una rango de frecuencia que va desde los 500 Hz hasta los 8 kHz, para así obtener resultados parecidos a los conseguidos por el Biólogo vegetal Rafael Cipriano en su tesis. Se determina que la distancia fuente receptor debe ser menor o igual a la distancia crítica por esta razón se decide ubicar los receptores a 50 cm suspendidos en el aire por medio de alambres, con el fin de evitar la influencia de las reflexiones presentes en el piso o en otras superficies donde puedan estar ubicados los especímenes de experimentación, se ubican las 2 fuentes en los techos en una distribución de rejilla equidistante separados 1 m haciendo efectiva la sonorización desde 90 Hz ya que esta distancia es ¼ de su longitud de onda para evitar

39

cancelaciones por encima de esta frecuencia, y de esta manera conseguir un campo sonoro lo mas homogéneo posible y directamente encima de los receptores, ya que como se ha concluido en las experimentaciones pasadas las plantas desvían su crecimiento en dirección a las fuentes sonoras cuando el tratamiento es satisfactorio, y se desea conseguir el crecimiento lo mas vertical posible. En el diseño se plantea que Las superficies absorbentes se deben dejar a 3 cm de todas las paredes para aprovechar su superficie absorbente por ambos lados llegando absorber de 2 a 3 veces más y en solo una de las paredes se permiten 18cm de separación entre la pared y la superficie absorbente. Esto se debe a que las condiciones necesarias para el tratamiento deben cumplir que la máxima distancia de Longitud de onda a 500 Hz sea (c/f = 356/500 = 0.712; ¼ de longitud de onda= 0.712 / 4 = 0.178m = 17,8cm), de esta forma es posible obtener la máxima absorción en esta frecuencia y frecuencias cercanas, en la cual se encuentra contenida la mayor cantidad de energía de la obra musical que se va a usar en la experimentación.

Se introducen los datos y características del sistema de altavoces que se usara para irradiar la energía acústica necesaria en el proceso de simulación y diseño en el software EASE. Este sistema electro-acústico cuenta con la siguiente descripción: es un sistema compacto marca JVC FS-V30 de dos canales, con un amplificador de 25 W por canal, impedancia de 4 ohms a 16 ohms y un par de altavoces de 25 W, woofer 9 cm x 1, tweeter 4 cm x 1 con una impedancia de 4 ohms, dimensiones de 140 mm x 230 mm x 279 mm (W/H/D), un peso aproximadamente de 1.9 Kg y una respuesta en frecuencia de 50 Hz – 15 kHz cada uno. A continuación se mostraran imágenes de la simulación computarizada realizada en el software EASE y toda la información obtenida en este proceso:

La simulación en EASE 4.3 nos muestra resultados parecidos a las mediciones en condiciones iníciales de la sala, contando que EASE 4.3 tiene un margen de error del 30% (según el manual).

40

Figura 2: Gráfica de levantamiento de planos y distribución de fuentes software EASE en condiciones iniciales:

La distancia entre fuentes es de 1 metro lo que significa que la sonorización es efectiva desde los 90 Hz ya que un metro es el cuarto de su longitud de onda. Hasta una frecuencia de 15 kHz por el trabajo en frecuencia de los parlantes.

41

Figura 3: Gráfica de moldeamiento en 3D, EJES X Y Z

Tabla 1: Gráfica de Tiempo Reverberación – Condición inicial según software EASE

42

Rtmid SIMULADO INICIAL = 0.63 s

Rtmid= Rt500 + Rt1000 / 2 = 0.57 + 0.7 / 2 = 0.63 s

ABS = (0.161 * 15.39m3) / 0.63 s = 3.93

CoefABS = 3.93 / 40.09 m2 = 0.09

Medición del Tiempo de reverberación por el método de Sabine ya que el

coeficiente de absorción es menor a 0.2.

Tabla 2: Se introduce en la simulación el ruido de fondo medido en condiciones iniciales

43

Tabla 3: Se introduce en la simulación condiciones ambientales medidas con la estación meteorológica en condiciones iniciales como humedad, temperatura y presión atmosférica.

Tabla 4: Características de c/u de los parlantes

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Se eligió de la base de datos (Select speaker model) el sistema de referencia AC15 JBL profesional, ya que ofrecía las características mas similares tanto en rango de frecuencia y potencia a el sistema compacto JVC que se uso en la experimentación, y además el software permite editar los altoparlantes, opción que utilizamos luego de medir y obtener diferentes características del parlante de experimentación para posteriormente introducirlas en la simulación y generar así un resultado más parecido a la realidad.

Figura 4: Gráfica de Simulación con el sistema de sonorización en condición inicial, Campo directo a 500 Hz por octava en un área de audiencia a 50 cm del parlante.

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Figura 5: Escala de colores dependiendo su amplitud a 1000 Hz Campo directo en condición inicial.

Figura 6: Escala de colores dependiendo su amplitud a 2000 Hz Campo directo en condición inicial.

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Figura 7: Escala de colores dependiendo su amplitud a 4000 Hz Campo directo en condición inicial.

Figura 8: Gráfica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 8000 Hz Campo directo en condición inicial.

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Figura 9: Gráfica de Simulación condición inicial Campo directo. dB Vs Frecuencia

En esta gráfica se evidencian Problemas de homogeneidad sonora en 630 Hz y 1kHz por cancelaciones y de 300 Hz a 500 Hz por sumatorias.

Figura 10: Simulación condición inicial campo directo en valores máximos, promedios, reales y mínimos respectivamente.

48

Figura 11: Gráfica de Simulación distribución de valores para campo directo en condición inicial.

La amplitud que domina en la sala es 85.60 dB a 500 Hz en campo directo.

Figura 12: Gráfica para la banda de 1000 Hz la amplitud promedio es de 81 dB

49

Figura 13: Gráfica Para la banda de 2000 Hz el valor promedio de amplitud es 79,31 dB

Figura 14: Gráfica Para la banda de 4 kHz el valor promedio en amplitud es 75,52 dB

50

Figura 15: Gráfica Para la banda de 8 kHz el valor promedio en amplitud es 79,19 dB

4.1.2 CONDICIONES FINALES

SIMULACIÓN DE EASE 4.3 CONDICIÓN FINAL

En condición final sus dimensiones son 2.1m de altura, un fondo de 3.63m y un ancho de 1.38m para un volumen de 10.2 m3 y un área superficial de 30.35 m2. La condición final del recinto ya cuenta con una uniformidad de materiales en toda su área superficial por lo cual el campo sonoro es uniforme, y se procede a la introducción de estos datos en el software EASE para el posterior levantamiento de planos de la sala y diseño del sistema acústico adecuado. A continuación se mostraran imágenes de la simulación computarizada realizada en el software EASE y toda la información obtenida en este proceso, la simulación en EASE 4.3 nos muestra resultados parecidos a las mediciones en condiciones finales de la sala, contando que Ease 4.3 tiene un margen de error alrededor del 20%.

51

Figura 16: Levantamiento estructural condición final en software EASE 4.3

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Figura 17: Gráfica de simulación en 3D, ejes X, Y, Z - Posterior al diseño – simulación del sistema según software EASE

Tabla 5: Gráfica de Tiempo Reverberación Obtenido – Posterior al diseño - Simulación del sistema según software EASE

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Rtmid SUMULADO CONDICIÓN FINAL = 0.20 s

Rtmid= Rt500 + Rt1000 / 2 = 0.18 + 0.23 / 2 = 0.20 s

ABS = (0.161 * 10.2 m3) / 0.20 s = 8.2

CoefABS = 8.2 / 30.35 m2 = 0.27

Medición del Tiempo de reverberación por el método de Eyring ya que el

coeficiente de absorción es superior a 0.2.

Tabla 6: Se introduce en la simulación condiciones ambientales medidas en condiciones finales con la estación meteorológica como humedad, temperatura y presión atmosférica.

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Tabla 7: Igualmente con el ruido de fondo en condiciones finales.

Tabla 8: Características de c/u de los parlantes condiciones finales:

55

Se eligió de la base de datos (Select speaker model) el sistema de referencia AC15 JBL profesional, ya que ofrecía las características mas similares tanto en rango de frecuencia y potencia a el sistema compacto JVC que se uso en la experimentación, y además el software permite editar los altoparlantes, opción que utilizamos luego de medir y obtener diferentes características del parlante de experimentación para posteriormente introducirlas en la simulación y generar así un resultado más parecido a la realidad.

Se introdujeron en la simulación características del parlante de experimentación JVC –UXV30 como potencia máxima igual a 50 W, potencia de trabajo por canal 22 W, y trabajo en frecuencia por tercios de octava.

Figura 18: Gráfica de Simulación con el sistema de sonorización en condición final, Campo total a 500 Hz en un área de audiencia a 50 cm del parlante.

56

Figura 19: Gráfica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 1000 Hz Campo total condiciones finales según software EASE.

Figura 20: Gráfica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 2000 Hz Campo total condiciones finales según software EASE.

57

Figura 21: Gráfica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 4000 Hz Campo total condiciones finales según software EASE.

Figura 22: Gráfica de Escala de colores dependiendo su amplitud a 8000 Hz Campo total condiciones finales según software EASE.

58

Figura 23: Gráfica de Simulación Campo total. dB Vs Frecuencia/ tercio de octava posterior a la construcción del sistema según software EASE

Como se puede observar en la figura ya existe una distribución uniforme del campo sonoro en las bandas de interés que van desde los 500 Hz hasta los 8 kHz.

Figura 24: Grafica Simulación campo total en valores máximos, promedios, reales y mínimos respectivamente posterior a la construcción del sistema según software EASE.

59

Figura 25: Trazado de 100 rayos de tercer orden (hasta la tercera reflexión), para comprobar uniformidad en el campo acústico.

Figura 26: VISTAS 3D Trazado de 100 rayos de tercer orden (hasta la tercera reflexión), para comprobar uniformidad en el campo acústico.

60

4.2 Medición de tiempos de reverberación según la norma ISO 3382-2 y condiciones atmosféricas:

Para la medición de tiempo de reverberación se diseño un protocolo de medición basado en la norma ISO 3382-2 únicamente para posicionamiento de fuentes y micrófonos de medición, ya que se uso el software EASERA para generar y calcular la respuesta al impulso, con un equipamiento que provee la universidad. Esta propuesta cuenta con un diseño acústico que otorga la mayor claridad y homogeneidad posible en la respuesta electro-acústica del cuarto. Se mide el tiempo de reverberación con el software Easera ya que cuenta con herramientas sencillas de cálculo y obtención de resultados.

Según la norma ISO 3382-2 que describe los métodos y procedimientos para realizar dicha medición. Para este recinto se utilizaran dos puntos de medición cuyas ubicaciones en el recinto se describirán en las figuras posteriores y dos puntos de fuente solamente, ya que las dimensiones son relativamente pequeñas. Se realizaran 6 mediciones en cada uno de los dos puntos equidistantes de la sala por el método de respuesta al sine sweep. Para esta medición se debe comenzar midiendo el ruido de fondo y así poder calibrar el sistema para asegurar que la fuente sonora va sobrepasar 35 dB del ruido de fondo ya que se analizo el RT20 debido a que las dimensiones del cuarto son relativamente pequeñas.

4.2.1 Especificaciones de Medición Tiempo de Reverberación condiciones iniciales

Equipamiento:

Micrófonos de medición 2 (ECM8000)

Interface de audio 1 (presound 2 canales)

Portátil 1 (Dell y software EASERA)

Fuente omnidireccional 1 (dodecaedro) 01dB

Cables XLR 2

Cable TRS 1

Estación meteorológica 1

Características medidas:

Ruido de fondo: 58 dB

Altura Fuente 1.50 m

Posiciones Fuente 2

Posiciones de micrófono 2

Altura de micrófonos 1.20 m

RT 20 medio= 0.55 s

61

Temperatura =17ºC

Humedad = 67%

Presión atmosférica = 573 hPa

Condiciones iníciales

Superficie efectiva acústica = 40.09 m2

Volumen = 15.39 m3

Q = 1 (Parlante sin techo)

Rt20mid = 0.55 s (medido)

ABS mid= (0.161(V) / Rt) = (0.161(11.4 m3) / 0.55 s) = 3.33

Coef. ABS mid = (3.33 / 33.59 m2) = 0.099

Distancia Crítica = Dc = 0.25 m

Figura 27: Imagen condiciones iniciales

62

En las condiciones iniciales se encontró que el cuarto presentaba recubrimientos en cada superficie de varios tipos de materiales como: Paredes en madera aglomerada de 0.5 cm de grosor, concreto, vidrio; Suelo de tapete de caucho y techo cielo raso de poliestireno expandido.

Figura 28: Imagen de posicionamiento de fuentes y micrófonos de medición

63

Tabla 9: TABLA DE RT20 / TERCIO DE OCTAVA

PUNTO DE MEDICIÒN 1 EN CONDICIONES INICIALES

RT20 / Oct med 1 med 2 med 3 med 4 med 5 med 6 Promedio

125 Hz 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28

250 Hz 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45

500 Hz 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46

1000 Hz 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64

2000 Hz 0,68 0,68 0,69 0,69 0,69 0,7 0,6883

4000 Hz 0,74 0,73 0,74 0,73 0,73 0,73 0,733

8000 Hz 0,61 0,58 0,6 0,59 0,6 0,59 0,595

250Hz-2kHz 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

500Hz-4kHz 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63

Rtmid1= 0,55 s ABS mid1= 3,33

Tabla 10: TABLA DE RT20 / TERCIO DE OCTAVA

PUNTO DE MEDICIÒN 2 EN CONDICIONES INICIALES

RT20 / Oct med 1 med 2 med 3 med 4 med 5 med 6

promedio

125 Hz 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28

250 Hz 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45

500 Hz 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46

1000 Hz 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64

2000 Hz 0,69 0,69 0,7 0,69 0,69 0,68 0,69

4000 Hz 0,73 0,73 0,73 0,73 0,74 0,73 0,73166

8000 Hz 0,6 0,6 0,59 0,59 0,6 0,58 0,5933

250Hz-2kHz 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

500Hz-4kHz 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63

Rtmid2= 0,55 s ABSmid2= 3,33

Rtmid= 0.55 + 0.55 / 2 = 0.55 s

RTmid= 0.55 s

64

Figura 29: RESPUESTA AL IMPULSO CONDICIÓN INICIAL (CURVAS ETC) E ITDG (Initial Time Delay Gap)

Sonido Directo = 3.56 ms Primer paquete de reflexiones = 5.51 ms

Sonido Directo = 43 dB Primer paquete de reflexiones = 47 dB

65

ITDG = 5.51 – 3.56 = 1.95 ms

Las primeras reflexiones son útiles porque se encuentran antes de los 30 milisegundos (según el ANEXO 7 “REFLEXIONES ÚTILES, MOLESTAS Y NO MOLESTAS”); aunque el primer paquete de reflexiones esté 4 dB por encima del sonido directo.

Figura 30: CURVA ENERGÉTICA ETC MEDIDA CON EL PROGRAMA EASERA. CONDICIÓN INICIAL

Rt20mid = 0.55 s

4.2.2 Especificaciones Medición Tiempo de Reverberación condiciones finales

Equipamiento:

Micrófonos de medición 2 (ECM8000)

Interface de audio 1 (presound 2 canales)

Portátil 1 (Dell y software EASERA)

Fuente omnidireccional 1 (dodecaedro) 01dB

Cables XLR 2

Cable TRS 1

Estación meteorológica 1

66

Características medidas:

Ruido de fondo: 51 dB

Altura Fuente 1.50 m

Posiciones Fuente 2

Posiciones de micrófono 2

Altura de micrófonos 1.20 m

RT 20 medio= 0.26 s

Temperatura =15ºC

Humedad = 64%

Presión atmosférica = 544 hPa

Condiciones Finales

Superficie efectiva acústica = 30.35 m2

Volumen = 10.2 m3

Q = 2 (Parlante pegado al techo)

Rt20mid = 0.26 s (medido)

ABS = (0.161(V) / Rt) = (0.161(10.2 m3) / 0.26 s) = 6.31

Coef. ABS mid = (6.1 / 30.35 m2) = 0.2

Distancia Crítica = Dc = 0.50 m

67

Figura 31: Imagen condiciones finales etapa de medición RT

Figura 32: Imagen de posicionamiento de fuentes y micrófonos de medición condición final

68

Tabla 11: TABLA RT20 / POR TERCIO DE OCTAVA

PUNTO DE MEDICIÒN 1 CONDICIONES FINALES

RT20 / Oct. med 1 med 2 med 3 med 4 med 5 med 6 Promedio

125 Hz 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21

250 Hz 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

500 Hz 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

1000 Hz 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

2000 Hz 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48

4000 Hz 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54

8000 Hz 0,51 0,51 0,6 0,59 0,6 0,51 0,55

250Hz-2kHz 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42

500Hz-4kHz 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44

Rtmid1= 0,25 + 0,27 / 2 = 0.26 s ABS mid1= 6.31

Tabla 12: TABLA RT20 / POR TERCIO DE OCTAVA

PUNTO DE MEDICIÒN 2 CONDICIONES FINALES

RT20 / Oct. med 1 med 2 med 3 med 4 med 5 med 6 Promedio

125 Hz 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21

250 Hz 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

500 Hz 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

1000 Hz 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

2000 Hz 0,48 0,48 0,48 0,48 0,51 0,51 0,48

4000 Hz 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54

8000 Hz 0,51 0,51 0,6 0,59 0,6 0,51 0,55

250Hz-2kHz 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42

500Hz-4kHz 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44

Rtmid2= 0.25 + 0.27 / 2 = 0.26 s ABSmid2= 6.31

Rtmid= Rtmid1 + Rtmid2 / 2 = 0.26 + 0.26 / 2 = 0.26 s

RTmid= 0.26s

69

Figura 33: RESPUESTA AL IMPULSO CONDICIÓN FINAL (CURVAS ETC) E ITDG (Initial Time Delay Gap)

Sonido Directo = 3.8 ms Primer paquete de reflexiones = 6 ms

Sonido Directo = 45 dB Primer paquete de reflexiones = 39 dB

70

Figura 34: ITDG CONDICIÓN FINAL = 6 ms – 3 ms = 3 ms

Las primeras reflexiones son útiles ya que están ubicadas antes de los 30 milisegundos y el primer paquete se reflexiones está 6 dB por debajo del sonido directo.

RTmid= 0.26 s

4.3 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DEL SISTEMA

Siguiendo rigurosamente la información obtenida en las etapas anteriores se procede a realizar el montaje de adecuación del recinto que será utilizado para el tratamiento de estimulación sonora de plantas (rosa silvestre).

A continuación se describirá el proceso detallado de construcción de la adecuación acústica implementado en el recinto de experimentación.

En primera instancia se construyó una estructura en madera listones cuadrados de 3 x 3cm con unas dimensiones de fondo 3.62 m y ancho 1.48 m con el fin de ubicarla en la parte superior del cuarto y de esta forma alcanzar la nueva altura deseada, además soportar las luces colgantes y los altavoces.

71

Figura 35: Estructura del techo

La cara inferior de esta estructura fue cubierta con láminas de 2 x 1 m2 de espuma de poliuretano de densidad 26 y fueron ubicados los altavoces, luces, y materas colgantes de la siguiente forma:

Figura 36: Estructura del techo condición final

De esta misma estructura fueron sujetadas las demás láminas de espuma que recubren las paredes conservando la separación de 3 cm y 17 cm en una de las paredes.

72

Figura 37: Medidas del cuarto interno y externo y distancias de fuente receptor

Se instalaron dos tubos de luz fluorescente blanca de marca Philips de 40 W de potencia.

El sistema completo se muestra en las siguientes imágenes:

Figura 38: Imagen condiciones finales etapa de experimentación

73

4.4 EXPERIMENTACIÓN Y OBSERVACION DEL SISTEMA DE ESTIMULACIÓN SONORO PARA PLANTAS

Cuatro especímenes de rosa silvestre relativamente del mismo tamaño, nombradas y distribuidas en dos grupos serán expuestas a un tratamiento en el cual dos de estas serán estimuladas con la canción Son Of Mr. Green Genes del Autor Frank Zappa y los otros dos especímenes serán el punto de referencia o control sin exposición sonora.

Esta obra cuanta con las siguientes características en cuanto a contenido en frecuencias y amplitud en la obra:

Figura 39: contenido en frecuencia y amplitud de la obra musical de experimentación

El experimento dura 17 días de los cuales se lleva un registro inicial el día 1 del experimento, el día 10, día 15 y día 17 de algunas características visibles de las plantas como el número de hojas, el número de nodos y la altura de cada una de estas por medio de fotografías y tablas de datos; ya que no se cuenta con los dispositivos electrónicos que permiten medir el área foliar de las hojas ni el equipamiento suficiente para medir parámetros como volumen efectivo de la raíz ni cantidad de materia seca, pigmentos, actividad gaseosa etc.

74

Las plantas de control permanecieron en todo el experimento en un cuarto alejado del recinto estimulado para no contaminar con sonido el cuarto de control, mientras que las plantas expuestas al sonido fueron colgadas a una distancia de 50 cm desde el punto mas alto de cada espécimen a su respectivo altavoz, estas fueron estimuladas con sonido de 6:00 Am a 8:00 AM los primeros cinco días y de 6:00 AM a 10:00 AM los otros doce días para tener condiciones parecidas a las del estudio hecho por Jonás Cypriano. Las plantas estimuladas, al estar en un cuarto cerrado fue necesario colocar al interior un ventilador Pedestal Sankey para hacer eficiente el flujo de aire. Los tubos de luces blancos fueron prendidos a las 6:00 AM y apagados a las 6:00 PM para simular las condiciones de luz de un día normal. Todas las especies fueron rociadas con agua todos los días en el mismo momento de estimulación.

Día 1

Figura 40: Imagen condiciones iniciales planta A y B destinadas al cuarto de control no estimulado

Figura 41: Imagen condiciones iniciales planta C y D destinadas al cuarto de experimentación acústica

75

Tabla 13: Tabla de parámetros registrados en condiciones iniciales para ambos cuartos día 1.

Día 1 A B C D

Número de hojas 34 29 36 38

Número de nodos 7 6 5 9

Altura (cm) 8 8 9 10

Figura 42: Grafica de barras de parámetros observados en condiciones iniciales de ambos cuartos día 1.

Tabla 14: Tabla de totales parámetros observados y registrados en ambos cuartos día 1.

Día 1 Total control Total Estimulado

Número de hojas 63 74

Número de nodos 13 14

Altura (cm) 16 19

0

5

10

15

20

25

30

35

40

A B C D

Número de hojas

Número de nodos

Altura (cm)

76

Figura 43: Gráfica de barras parámetros observados y registrados de ambos cuartos día 1.

Día 10

Figura 44: Imagen décimo día planta A y B destinadas al cuarto de control no estimulado

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Número dehojas

Número denodos

Altura (cm)

Total control

Total Estimulado

77

Figura 45: Imagen décimo día planta C y D destinadas al cuarto de experimentación acústica

Tabla 15: Tabla de parámetros observados y registrados décimo día para ambos cuartos.

Día 10 A B C D

Número de hojas 56 60 88 76

Número de nodos 15 23 34 28

Altura (cm) 12 16 24 24

Figura 46: Gráfica de barras parámetros observados y registrados décimo día para ambos cuartos.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

A B C D

Número de hojas

Número de nodos

Altura (cm)

78

Tabla 16: Tabla de totales observados y registrados para ambos cuartos décimo día

Día 10 Total control Total Estimulado

Número de hojas 116 164

Número de nodos 38 62

Altura (cm) 28 48

Figura 47: Gráfica de barras de totales observados y registrados para ambos cuartos décimo día.

Día 15

Figura 48: Imagen día 15 planta A y B destinadas al cuarto de control no estimulado

0

50

100

150

200

Númerode hojas

Númerode nodos

Altura(cm)

Total control

Total Estimulado

79

Figura 49: Imagen día 15 planta C y D destinadas al cuarto de experimentación acústica.

Tabla 17: Tabla de parámetros observados y registrados día 15 para ambos cuartos.

Día 15 A B C D

Número de hojas 72 81 76 86

Número de nodos 17 26 37 30

Altura (cm) 15 18 24 25

Figura 50: Gráfica de barras parámetros observados y registrados día 15 para ambos cuartos.

0

20

40

60

80

100

A B C D

Número de hojas

Número de nodos

Altura (cm)

80

Tabla 18: Tabla de totales observados y registrados para ambos cuartos día 15.

Día 15 Total control Total Estimulado

Número de hojas 153 162

Número de nodos 43 67

Altura (cm) 33 49

Figura 51: Gráfica de barras totales observados y registrados para ambos cuartos día 15.

Día 17

Figura 52: Imagen día 17 planta A y B destinadas al cuarto de control no estimulado.

020406080

100120140160180

Númerode hojas

Númerode nodos

Altura(cm)

Total control

Total Estimulado

81

Figura 53: Imagen día 17 planta C y D destinadas al cuarto de experimentación acústica.

Tabla 19: Tabla de parámetros observados y registrados día 17 para ambos cuartos.

Día 17 A B C D

Número de hojas 77 85 66 64

Número de nodos 17 26 37 30

Altura (cm) 15 19 25 26

Figura 54: Gráfica de barras de parámetros observados y registrados día 17 para ambos cuartos.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

A B C D

Número de hojas

Número de nodos

Altura (cm)

82

Tabla 20: Tabla de totales observados y registrados para ambos cuartos día 17.

Día 17 Total control Total Estimulado

Número de hojas 162 130

Número de nodos 43 67

Altura (cm) 34 51

Figura 55: Gráfica de barras totales observados y registrados para ambos cuartos día 17.

Figura 56: Imagen hojas cuarto control día 10.

020406080

100120140160180

Númerode hojas

Númerode nodos

Altura(cm)

Total control

Total Estimulado

83

Figura 57: Imagen hojas cuarto estimulado día 10

Figura 58: Imagen hojas grupo de control día 17

84

Figura 59: Imagen hojas grupo estimulado día 17

Como se observó en las imágenes anteriores las plantas sometidas al tratamiento de estimulación sonora presentaron una despigmentación y resequedad que posiblemente se deba a la ausencia de luz, temperatura y humedad ambiental necesaria para el desarrollo de las plantas, ya que las plantas ubicadas en el cuarto de control presentaron un color menos amarillento y mas saludable.

4.4.1 METODO DE EXPERIMENTACIÓN

Se trasplantaron cuatro especímenes de rosa silvestre de tres meses de germinación en cuatro materas de tres litros, y se uso un paquete de 10 Kg de tierra marca Forza Fercon previamente abonada y con pH 0.

Dos de estos especímenes se ubicaron en el cuarto acústicamente controlado y los dos restantes fueron ubicados en un patio al aire libre con condiciones de luz y humedad naturales, separado del cuarto de experimentación para evitar la contaminación sonora proveniente de este.

El primer día de experimentación se lleva a cabo el día lunes 1 de octubre del 2012 y se toman los datos de referencia de los especímenes como medidas de altura, número de nodos, número de hojas, color, y se documenta por medio de fotografías y tablas de datos hasta el último día de experimentación.

85

Teniendo los cuatro especímenes distribuidos en dos grupos, se decidió denominarlos grupo de control y grupo estimulado, y de cada grupo se tomaron los siguientes datos.

5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Con el fin de alcanzar el objetivo general se han realizado diferentes actividades y experimentos, los cuales son desarrollados para alcanzar cada uno de los objetivos específicos propuestos. El desarrollo de estos objetivos describe el proyecto en forma cronológica hasta llegar a las conclusiones finales. Este proyecto de experimentación consta de 4 objetivos que describen el diseño, construcción y medición de un sistema de estimulación sonoro para plantas. En este proyecto, los resultados obtenidos acerca de la conducta acústica del recinto de experimentación Desarrolla el cumplimiento del segundo objetivo, el cual hace referencia al comportamiento acústico de la sala de control según las mediciones realizadas Siguiendo en lo posible los protocolos suministrados por la norma ISO 3382-2.

5.1. INCERTIDUMBRE

Todas y cada una de las mediciones realizadas están asociadas a un grado de incertidumbre que se deben a factores como:

Instrumento de medición

Entorno de medición

Subjetividad de la medición

5.1.1 Instrumentos de medición. Para las mediciones de tiempo de reverberación la recolección de datos y el análisis de estos se realizo utilizando el software EASERA el cual cuenta con un grado de incertidumbre en el procesamiento de los datos, se tomaron 7 muestras para el análisis estadístico que se realizo mediante tablas en EXCEL 2007 con una probabilidad error del 5% mediante la prueba “F” en EXCEL 2007, valores entre 5 y 10% de probabilidad fueron tomados como considerables.

5.1.2 Subjetividad de la medición. Para la evaluación de los datos de coloración, área de las hojas y demás aspectos morfológicos de los especímenes de experimentación solamente se tomaron fotografías, el análisis de altura se realizo mediante recolección diaria de datos que posteriormente se ubicaron en tablas y graficas de EXCEL.

86

6. CONCLUSIONES

El tratamiento acústico implementado interfiere en el ambiente natural de crecimiento de las plantas creando condiciones de iluminación, temperatura humedad y sobretodo en el comportamiento del sonido en el recinto, que pueden representar variaciones significativas el crecimiento del tallo, cambiar la pigmentación y el desarrollo de hojas y nodos en las especies de rosa silvestre en experimentación.

En condiciones iniciales el tiempo de reverberación medio medido fue de Rtmid= 0.55s y el simulado fue de 0.63 para una diferencia de 0.08s, en cuanto a las condiciones finales en la medición el resultado fue Rtmid= 0.26s en la simulación Rtmid= 0.20s con una diferencia de 0.06s representa una variación a pesar de que se procuro insertar en este análisis todos los valores correspondientes a las características de materiales y dimensiones de la sala, hasta el punto que las opciones del software lo permitieron.

En condiciones iniciales y finales los valores correspondientes a tiempo de reverberación medidos fueron de Rtmid=0.55s y 0.26s respectivamente lo cual quiere decir que el diseño del tratamiento acústico aplicado en la experimentación fue efectivo ya que fue capaz de reducir este tiempo en 0.29s, esta información fue corroborada con los datos obtenidos de la simulación cuyos valores en condiciones iniciales y finales respectivamente fueron 0.63s y 0.20s.

El material espuma de poliuretano de alta densidad, es altamente absorbente y se comprobó en las etapas de simulación y medición en condiciones iniciales y finales en el análisis del tratamiento acústico ya implementado en el sistema, este permitió que el campo sonoro fuera homogéneo en las bandas de frecuencia de interés.

Las especies de experimentación de rosa silvestre roja, tuvieron un desarrollo morfológico observado más saludable que las que estuvieron en el tratamiento acústico, aunque estas últimas tuvieron un crecimiento y verticalidad más acelerado, este fenómeno se presento gracias a que las plantas de control recibieron luz natural y condiciones de humedad naturales según el concepto técnico entregado por el Ing. agrónomo Gabriel Delgadillo guzmán de la Universidad agrónoma de Colombia.

87

La longitud de onda de la luz blanca de los tubos no abastece de energía necesaria a la planta y la seca, ya que las plantas necesitan una longitud de onda de la luz roja o condiciones similares a la luz solar para tener un optimo crecimiento según el documento (Manejo de la luz en Invernaderos), “Los beneficios de Luz de Calidad en el cultivo de Hortalizas” por Pedro Caldari Junior de Ciba Especialidades Químicas Ltda. Brasil.

En la simulación computarizada del sistema electroacústico fue necesario estudiar y realizar la medición de las características de rango de frecuencia y potencia necesaria para el sistema compacto JVC SP-UXV30 que se uso a lo largo del experimento, lo cual redujo las variaciones en los resultados ya que en la simulación el SPL para un sistema escogido en la base de datos del software era igual en todo el rango de frecuencias, y evidentemente el sistema de audio usado no ofrecía este comportamiento perfecto, sin embargo era eficiente en el rango de frecuencia de 500 Hz – 8KHz, que era el de interés en la experimentación.

Se evidencio que es más relevante para el desarrollo de los especímenes vegetales los resultados del posicionamiento de las fuentes sonoras y la distancia fuente receptor, por lo tanto no es tan necesario para el desarrollo saludable de los especímenes, el control acústico de un recinto de experimentación, ya que los resultados hubieran podido ser más efectivos para estas especies si esta experimentación se realiza en un campo abierto en condiciones naturales de iluminación, humedad y temperatura, con algún sistema de parlantes que resistan condiciones de intemperie con el fin de aprovechar el ambiente necesario para que los especímenes se desarrollen mas naturalmente conservando una distancia fuente receptor menor o igual a la distancia crítica.

Como corrección se realizo la medición de los parlantes para reducir el

error presentado ADEMAS SE REALIZO UN ANALISIS MODAL DEL

RECINTO LOS CUALES SE INCLUYERON EN LOS ANEXOS DE L

DOCUMENTO, y se evito concluir que las plantas resonaban con el sonido,

debido a que esto no es posible comprobarlo en esta tesis, además se

aclara que el análisis se realizo en un intervalo o rango de frecuencia

comprendido entre 500 Hz y 8 KHz que son las frecuencias de interés

utilizadas en la obra musical para la sonorización del recinto

88

7. RECOMENDACIONES

Para experimentaciones futuras en el campo de la influencia del sonido en especies vegetales se recomienda tener en cuenta las condiciones de luz y temperatura naturales para las plantas, por que aunque algunas vibraciones sonoras son favorables en el crecimiento de los especímenes, son más importantes las características ambientales mencionadas para el desarrollo de las plantas.

Se recomienda realizar experimentaciones similares en condiciones de intemperie utilizando un sistema electroacústico que además de cumplir con los requisitos de potencia y rango de frecuencia necesario para irradiar un área en particular, resista todo tipo de condiciones ambientales, además de conservar los especímenes siempre en campo directo.

Para aumentar este campo de investigación se podrían hacer nuevos experimentos con más géneros musicales y diferentes canciones además de tonos puros, continuos y con alguna frecuencia intermitente para proceder a descubrir si existe alguno que sea específico.

Para futuros experimentos se recomienda realizar la medición del comportamiento del patrón polar para determinar la dirección en la cual el parlante es más direccional y en frecuencia trabajan los mismos.

89

BIBLIOGRAFÌA

BERANEK, Leo. Acústica. 2da edición. Massachusetts. Editorial McGraw Hill. 1954. P. 38

INGENIERIA ACUSTICA, 2da edición. Teoría y Aplicaciones. Springer. Michael Möser , José Luis barros- 2009

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Classics (J. Ross). 2007

FUNDAMENTALS OF ACOUSTICS, Lawrence E. Kinsler, Austin Rogers Frey,

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[Enlínea]www.lapatriaenlinea.com/?nota=23024, [citado el 6 abril de 2012].

90

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ACUSTICA Y SISTEMAS DE SONIDO. UNR editora Rosario Miyara, Federico

1999

91

ANEXOS

Anexo 1. Especificaciones técnicas de espuma de poliuretano.

92

93

Anexo 2. Especificaciones técnicas de sistema compacto JVL

94

Anexo 3. Manual de uso software de simulación acústica EASE 4.3

95

96

El manual completo de 706 páginas puede descargarse de la página web. http://www.renkus-heinz.com/support/software-support/ease_support/tutorials/tutorials_download/EASE4.3Tutorial/EASE_4.3_Tutorial.pdf

97

Anexo 4. Manual de uso software de medición Easera

98

El manual completo de 212 páginas puede descargarse de la página web. http://www.renkus-heinz.com/easera/EaseraManual_USPV.pdf

99

Anexo 5. Especificaciones técnicas dodecaedro 01 dB

100

101

Anexo 6. Descripción técnica Micrófono Behringer ECM8000

http://www.behringer.com/EN/Products/ECM8000.aspx

102

ANEXO 7. REFLEXIONES ÚTILES, MOLESTAS Y NO MOLESTAS

Según Documento de grado (DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN ESCENARIO AL AIRE LIBRE MEDIANTE UNA CONCHA ACUSTICA) de Licenciatura Acústica Universidad Austral de chile; JULIO ALBERTO ALARCON AGUIRRE – 2002

103

ANEXO 8.

MEDICIÓN PATRON POLAR DEL ALTOPARLANTE DE EXPERIMENTACIÓN.

MÉTODO DE MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS PARA FUENTE SONORA DE

EXPERIMENTACION

Implementos necesarios para la medición del altoparlante:

--‐ Sonómetro previamente calibrado Svantek SVAN943A (Anexo 7)

--‐ Trípode para sonómetro.

--‐ Trípode para micrófono de medición.

--‐ Cable de extensión del micrófono del sonómetro.

--‐ Un toma corriente múltiple.

--‐ Un computador portátil con el programa del sonómetro y ruido rosa.

--‐ Una memoria de datos (USB, disco, etc).

--‐ Cable de conexión de datos sonómetro – PC.

--‐ Un lugar en campo abierto (la cancha de la universidad)

---Altoparlante de experimentación marca JVC UXV-30 El montaje correspondiente de la medición es como lo indica la Figura A. Figura A.

La idea del sonómetro calibrado es la de obtener una lectura correcta de los datos según el fabricante. Los trípodes y el cable extensor harán que la medición sea más cómoda, especialmente cuando se empiece a trabajar en los ángulos de altura. La toma de corriente múltiple permitirá conectar la fuente impulsiva, el cargador del sonómetro y el del PC portátil. El computador y la memoria estarán para cuando se llene la memoria del búfer del sonómetro. El lugar abierto permitirá

104

simular una medición en un ambiente relativamente ausente de reflexiones (condiciones anecóicas).Al eje horizontal se traza una rejilla con variaciones de ángulo de 15º desde 0º a 360º, y el micrófono de captura se sitúa a r=1 m de la fuente, esto se debe a un análisis previo basado en la teoría de la ecuación de onda (campos reactivo y resistivo). La altura mínima h es la descrita para mediciones en la norma ISO3382 y equivale a h=1.5 m Refiriéndose a la Figura A. Se deduce que para valores de kr mayores o iguales a 3, y el 90% de la energía radiada por la fuente es efectiva, esto quiere decir que las condiciones de frecuencia y distancia para la captura, son aptas. Basado en la medición por bandas de octava de la ISO3382, la frecuencia mínima de medición corresponde a la frecuencia mínima de la banda más baja del espectro planteado en la norma mencionada. Siendo este valor 250 Hz, la frecuencia mínima de esta banda de octava está dada por:

Luego fmín será 176.7 Hz. Como k es el número de onda que equivale a

y (r) es la distancia de la sonda o receptor a la fuente, se puede obtener el valor de

la frecuencia que está implícito en la variable de longitud de onda λ:

Donde c es la velocidad de propagación del sonido en el aire y equivale a 340

m/s. Para kr =3, la distancia de medición (r) se puede obtener de la siguiente fórmula:

La distancia r es de 0.918 m. Para efectos de comodidad se redondeó este valor

a r = 1 m.

El sonómetro debe configurarse de la siguiente manera:

105

Tabla A. Configuración del sonómetro

PARÁMETRO DEL SONÓMETRO VALOR DE CONFIGURACIÓN

Perfil 1 LIN RMS

Perfil 2 NO APLICA

Perfil 3 NO APLICA

Velocidad de análisis Lento (Slow)

Tiempo del búfer 50 ms

Tiempo de integración 5 s

Tiempo de comienzo (star) 5 s

Acerca del análisis. En el estándar AES56-2008 se expresa el requisito mínimo de como deberán guardarse los datos de la polaridad de la fuente medida para realizar el correcto análisis. En el estándar se sugiere utilizar micrófonos y un dispositivo de registro para la medición, pero en este caso se utilizó un sonómetro VANTEK SVAN943a que tiene la capacidad de procesar la información por archivo en tiempo real. Mediante el software SvanPC los archivos procesados por el dispositivo de medición pueden ser leídos y brinda una herramienta útil para el análisis por bandas de octava a través del tiempo. Se puede visualizar siguiendo los siguientes pasos. En view (ver) -Time intersections – for Octaves 1/1 y 1/3 (Fig. B) aparece la visualización de los datos del archivo que registró estos datos (archivo búfer asociado), ordenados a través del tiempo de una banda de octava normalizada específica.

FIGURA B. VISUALIZACIÓN DE CADA MEDICIÓN POR BANDAS

106

El programa SvanPc permite abrir todas las mediciones hechas y pasar entre ellas para visualizarlas por medio de una par de flechas que se ven en la Figura C al interior de un cuadro rojo, que pueden estar habilitadas o no depende cuantas mediciones se tengan abiertas.

FIGURA C.

FIGURA D. Ruido de fondo medido

Medido con el sonómetro en el mismo lugar (a una altura (h) en el punto central de la circunferencia dividida cada 15°) donde será ubicada la fuente de experimentación para su debida medición.

107

TABLA B. MEDICION DE LA DISTRIBUCIÓN POR REJILLA EN LA CIRCUNFERENCIA A UN METRO EN CADA PUNTO CADA 15° PARA MEDIR POLARIDAD DEL ALTOPARLANTE DE EXPERIMENTACIÓN Niveles en dB de cada punto de medición expuesto a un ruido rosa 5 segundos generados por la fuente de experimentación.

PATRÓN POLAR POR BANDAS DE FRECUENCIA La representación gráfica utilizada en esta sección para el comportamiento en el rango espectral de la fuente de experimentación posee un patrón polar, este escribe el comportamiento mostrado por la fuente en el plano horizontal para las bandas de frecuencia normalizadas consideradas en la norma ISO 3382 (250Hz – 8kHz). Cada dato ha sido recolectado armando una grilla de medición con variaciones de ángulo de 15° (ángulo) a una distancia de 1 metro. En la Fig. E,F, que se ilustran por separado los resultados para las bandas de frecuencia de 250 Hz, 500 Hz; esto se debe a las variaciones encontradas en los patrones polares, al observar detenidamente estos no se encuentra bien definido el patrón correspondiente a una fuente omnidireccional, por esto se debe prestar más atención a estas variaciones por separado. Al observar y comparar la Fig. G, H, I, J; que corresponden a las bandas, 1kHz, 2kHz, 4kHz y 8 kHz se encuentran que siguen modelos de comportamiento similares, a medida que aumenta la frecuencia se percibe una tendencia en el patrón polar en dirección a una respuesta más cercana al concepto de omnidireccionalidad.

108

FIGURA E. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 250 Hz.

FIGURA F. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 500 Hz.

109

FIGURA G. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 1000 Hz.

FIGURA H. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 2000 Hz.

110

FIGURA I. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 4000 Hz.

FIGURA J. Respuesta direccional (en dB SPL) para el plano horizontal por bandas de 8000 Hz.

111

ANEXO 9.

ANALISIS MODAL DE LA SALA DE EXPERTIMENTACIÓN

Distribución Modal por Criterio de Bonello

Quien propone analizar los modos propios de la sala individualmente en todas las direcciones y luego organizarlos de menor a mayor hasta una Frecuencia crítica o Frecuencia de Schroeder donde la teoría ondulatoria se convierte en teoría estadística, basándose en diez modos de menor a mayor por tercio de octava para determinar cuales se repiten y así saber cuáles son los problemas modales de la sala.

Modos Tangenciales

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Modos Oblicuos

Fórmula de análisis modal

Fórmula de Frecuencia de Schroeder

Volumen = 3,80 x 2,0 x 1,5 = 11,4 m3

Superficie efectiva acústica = 33,59 m2

F2= 416 Hz

113

Modos Propios (Hz)

Modos Propios (Hz)

Modos Propios (Hz)

Modos Propios (Hz)

2,15 172 17,2 516

3,44 172,05 17,2 516

4 172,13 19,35 516,16

4,3 258 20,28 516,57

6,45 258,2 20,64 602

6,88 258,2 24,08 602,18

8,11 258,28 24,33 602,48

8,6 344 27,52 602,66

10,32 344 30,95 688

10,75 344 32,45 688

12,16 344,38 36,5 688

12,9 430 86 688,7

13,76 430,34 86,06 774

15,04 430,34 86,06 774,24

16,22 430,47 86,09 774,61

127,19 774,86

PROBLEMAS MODALES (Hz)

17,2

86,06

258,2

344

114

Modos axiales

# Modo / tercio oct.

2,15 Hz

3,58 Hz

5,96 Hz

9,93 Hz

16,5 Hz

27,5 Hz

45,8 Hz

76,3 Hz

127,2 Hz

212 Hz

353,3 Hz

588,8 Hz

1 2,2 4,3 6,45 11 19,4 31 0 86 172 258 430 602

2 3,4

8,6 15 17,2 27,5

344

774

3

6,88 10 24,1

516

4

13 17,2

688

5

14 20,6

6

7

8

9

10

Modos Tangenciales

# Modo / tercio oct.

4 Hz

6,6 Hz

11,04 Hz

18,4 Hz

30,66 Hz

54,10 Hz

90,1 Hz

150,2 Hz

250,3 Hz

417,19 Hz

1 4 8,11 12,2 20 36,5 86,1 0 172 258 430

2

16,2 24 32,5 86,1

172 258 602

3

344 774

4

344 430

5

602

6

775

7

516

8

688

9

516

10

688

115

Modos Oblicuos

# Modo / tercio oct.

86 Hz

143,3 Hz

238,8 Hz

398 Hz

663,4 Hz

1 86 127 258 603 689

2

344 430 775

3

517

4

5

6

7

8

9

10

Para solucionar estos problemas modales, se utilizará absorción en todas las superficies, además este material absorbente se colocará a 3 cms de todas las paredes para así aprovechar la superficie absorbente del material por ambos lados y solo en una pared está separado 18 cms, por el cuarto de la longitud de onda de 500 Hz ya que es a partir de esta frecuencia se desea absorber, porque los registros de la investigación nos muestran que las frecuencias por debajo de 500 Hz maltrata la planta.