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Caraterización acústica de la Casa de Cultura de Horcajo de Santiago
Realizado por Héctor Cotanilla Ferrara. Curso 2016/2017

Resumen

Numerosos han sido los Trabajos fin de Grado enfocados en la caracterización acústica de recintos, a diferencia de estos, el texto que se redacta a continuación está encaminado hacia la realización del estudio comparativo y caracterización acústica mediante el uso de dos programas distintos, como son Dirac® y Smaart®. Dicho análisis se ha llevado a cabo en el edificio conocido como Casa de la Cultura, ubicado en Horcajo de Santiago, provincia de Cuenca.

Como puede observarse en este documento, en la línea temporal de ejecución del mismo, existen dos etapas claramente diferenciadas. La primera, se corresponde con la toma de medidas “in situ” y datos del recinto. En ella, mediante la utilización de planos, se determinan las posiciones de medida, se realiza la medición de los parámetros acústicos y una documentación gráfica acorde con la situación actual del inmueble objeto de estudio.

La segunda, parte principal de este TFG, se centra en la comparación de los datos obtenidos con los programas anteriormente mencionados y las tres configuraciones microfónicas estudiadas. Dando como resultado que en todos los parámetros estudiados existen pequeñas variaciones en los niveles globales de la sala y, en el caso de la respuesta ofrecida por ambos programas de medida, que los datos sean bastante similares, exceptuando los parámetros energéticos de claridad vocal y musical.

Concluyendo este trabajo con la verificación de que existe la posibilidad de conseguir una estimación acústica con el uso de un equipamiento más asequible para organismos públicos y privados que realicen trabajos en este campo de aplicación.

Objetivos

Dentro de los objetivos que se pretenden alcanzar en la elaboración y desarrollo de este documento son los siguientes:

  • Proporcionar una descripción detallada del recinto en que se realizará el estudio.
  • Realizar las medidas “in situ” mediante el empleo de dos sistemas de instrumentación y tres configuraciones microfónicas distintas.
  • Por otro lado, evaluar los parámetros acústicos obtenidos con dos sistemas de instrumentación mediante la realización de una comparación entre ambos.
  • Asimismo, evaluar los parámetros acústicos con tres configuraciones microfónicas diferentes, observando si influye o no y en qué medida la orientación del patrón de directividad empleado en cada caso respecto de la fuente sonora.
  • Realizar la evaluación acústica del recinto a través de los parámetros obtenidos y compararlos con los valores recomendados en función de su uso.
  • Aprovechar las características y herramientas de cálculo proporcionadas por el software utilizado en el desarrollo de este trabajo.

Metodología

Una vez estudiada la normativa ISO 3382, podemos establecer una metodología adecuada, además de todos los requerimientos necesarios en términos de instrumentación, posiciones de medida y requisitos establecidos en ella.

En primer lugar, utilizaremos el programa Dirac® para el ajuste de todo el sistema de instrumentación, incluidos, tanto los micrófonos de laboratorio Brüel & Kjaer® 4190-L- 001 como los micrófonos Audio-Technica® AT4050SC en todos sus patrones de directividad disponibles.

Para que todas las mediciones llevadas a partir de este momento sean válidas, procederemos al ajuste del sistema de instrumentación con las tres pruebas necesarias para el óptimo funcionamiento del mismo.

  • Inicialmente, se ejecuta la prueba de bucle invertido del sistema. Dicha prueba consiste en la interconexión, utilizando un par de cables Jack – Jack, de la entrada de línea con la salida de línea en cada uno de los canales empleados para verificar el correcto funcionamiento de la tarjeta de sonido mediante los vúmetros de nivel y los reguladores de ganancia de las entradas, configurando la frecuencia de muestreo a 48 kHz.

  • A continuación, se lleva a cabo el ajuste de los micrófonos de laboratorio con los calibradores acústicos desinados a tal efecto, proporcionándonos un tono de nivel de presión sonora de 94 dB a una frecuencia de 1 kHz. Estos dispositivos cumplen con las especificaciones establecidas en la normativa IEC 60942 Class 1.

  • Por último, se realiza la calibración del sistema empleando unos archivos de audio .wav grabados en una cámara reverberante, con un volumen de 200 metros cúbicos, proporcionados por los directores del trabajo, con un tiempo de reverberación que debe superar el cociente del volumen entre la superficie total de la cámara reverberante.

Una vez realizado todo el procedimiento descrito anteriormente para la puesta en funcionamiento de Dirac®, procederemos a detallar el método seguido para el ajuste del micrófono Audio-Technica® empleado.
Al tratarse de un micrófono de estudio, no dispone de ningún sistema de calibración que se ajuste a sus características geométricas, por este motivo se realiza su ajuste siguiendo el procedimiento descrito a continuación:

  • En primer lugar, nos situaremos a dos metros de la fuente sonora omnidireccional, es decir, en campo reverberante. A partir de este momento, se dispone el micrófono de laboratorio Brüel & Kjaer® 4190-L-001 junto con el micrófono de estudio Audio-Technica® AT4050SC, exactamente en la misma posición de medida.
  • A continuación, se genera un ruido rosa, cuyo espectro es plano en bandas de octava, comparando el nivel de presión sonora equivalente registrado por ambos micrófonos.
  • Posteriormente, se ajusta en la tarjeta de sonido la ganancia del canal en el que esté conectado el micrófono de estudio con el único objetivo que ambos micrófonos proporcionen el mismo nivel de presión sonora en dicho punto.
  • Determinados los ajustes pertinentes en el canal del micrófono de estudio, procederemos a realizar las medidas en cada uno de los puntos de medida estudiados.

Para el caso del programa Smaart®, el proceso de ajuste y validación se lleva a cabo mediante la calibración por nivel de los micrófonos de laboratorio. Una vez realizada, se procede al ajuste de los micrófonos de estudio en sus diferentes patrones de directividad. Para ello, seguimos el mismo procedimiento llevado a cabo en Dirac®, es decir, nos situamos a 2 m de la fuente sonora y generamos un ruido rosa mediante el generador interno del propio software. A partir de este momento, ajustamos los niveles del canal de entrada en la tarjeta de sonido hasta obtener el mismo nivel de presión sonora que en el caso anterior.

Una vez que hemos realizado los ajustes necesarios en las distintas configuraciones del micrófono de estudio, se procede a realizar la interconexión necesaria para poder obtener la respuesta al impulso del recinto. Mediante el conexionado, a través de un cable Jack-Jack, entre la salida auxiliar del generador configurada en la tarjeta de sonido a la entrada del canal de referencia, la salida principal del generador al dispositivo y el canal de medición al micrófono se realiza la función de transferencia.

El ensayo estará formado por 11 posiciones de medida distribuidas equitativamente por todas las áreas de audiencia de que dispone la sala. El esquema de posiciones queda de la siguiente forma:

 

  • En la planta baja del recinto se localizan 7 micrófonos, distribuidos simétricamente desde el comienzo del área de audiencia hasta el final de la misma.
  • En la planta primera del recinto se ubican 4 micrófonos, 2 en los balcones laterales con posiciones idénticas en ambos y 2 situados en el palco del área de audiencia.

Tiempo de reverberación, claridad vocal y musical

  • Tiempo de reverberación.