ISO 10534 Acústica - Determinación del coeficiente de absorción acústica y la impedancia en tubos de impedancia

La norma “ISO 10534 Acústica - Determinación del coeficiente de absorción acústica y la impedancia en tubos de impedancia” , desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), consta de subsecciones publicadas bajo el mismo título. Específicamente,

La norma ISO 10534-1 Parte 1: "Método que utiliza la relación de ondas estacionarias" describe un método para determinar el coeficiente de absorción acústica, el factor de reflexión y la impedancia superficial o conductividad compleja superficial de materiales y objetos. Los valores del evento sonoro normal se determinan evaluando el patrón de onda estacionaria de una onda plana en un tubo, formado por la superposición de la onda plana sinusoidal incidente con la onda plana reflejada desde el objeto de prueba.

Este método se puede utilizar para determinar el coeficiente de absorción acústica de los absorbentes de sonido para fenómenos sonoros normales. También se puede utilizar para determinar la impedancia superficial acústica o la conductividad compleja superficial de materiales que absorben el sonido. Es muy adecuado para estudios de parámetros y diseño de absorbentes de sonido, ya que sólo se necesitan pequeñas muestras del material absorbente.

Existen algunas diferencias características entre este método y la medición de la absorción acústica en la cámara de eco. El método del tubo de impedancia se puede utilizar para determinar el factor de reflexión, así como la impedancia o la conductancia compleja. El sonido normalmente golpea la superficie del objeto. El método de la cámara de reverberación determina el coeficiente de absorción acústica para eventos sonoros aleatorios (en condiciones ideales).

El método del tubo de impedancia se basa en la existencia de una onda sonora incidente plana y proporciona valores precisos en estas condiciones (excepto errores de medición e instalación). La evaluación del coeficiente de absorción acústica en una cámara de reverberación se basa en una serie de supuestos simplificadores y aproximados relacionados con el campo sonoro y el tamaño del absorbedor. Por este motivo, a veces se obtienen coeficientes de absorción acústica superiores a 1.

El método del tubo de impedancia requiere muestras de objetos de prueba del tamaño del área de la sección transversal del tubo de impedancia. El método de cámara de eco requiere objetos de prueba relativamente grandes y también se puede aplicar para probar objetos con estructuras distintas en direcciones laterales o verticales. Las mediciones realizadas con dichos objetos en el tubo de impedancia deben interpretarse con precaución.

Esta norma da prioridad a los métodos de evaluación numérica sobre los métodos gráficos debido al supuesto de que hay computadoras capaces de realizar estos cálculos. Algunas de las cantidades de la fórmula son complejas. Los argumentos de las funciones trigonométricas están en radianes.

La norma ISO 10534-2 Parte 2: «Técnica de dos micrófonos para el coeficiente de absorción acústica normal y la impedancia superficial normal» describe un método de ensayo que implica el uso de un tubo de impedancia, dos posiciones de micrófono y un sistema de análisis de frecuencia para determinar el coeficiente de absorción acústica de materiales fonoabsorbentes para el sonido incidente normal. También puede aplicarse para determinar la impedancia acústica superficial o la conductancia compleja superficial de materiales fonoabsorbentes. Como extensión, también puede utilizarse para evaluar las propiedades intrínsecas de materiales acústicos homogéneos, como la impedancia característica, el número de onda característico, la densidad másica dinámica y el módulo volumétrico dinámico.

Este método de prueba es similar al método de prueba especificado en ISO 10534-1 en que utiliza un tubo de impedancia con una fuente de sonido conectada a un extremo y una muestra de prueba montada en el tubo en el otro extremo. Sin embargo, la técnica de medición es diferente. En este método de prueba, se generan ondas planas en un tubo mediante una fuente de sonido y la separación del campo de interferencia se logra midiendo las presiones acústicas en dos puntos fijos utilizando micrófonos montados en la pared o un micrófono de cruce ubicado en el tubo y luego calculando la función de transferencia acústica compleja y las cantidades informadas en el párrafo anterior. Este método de prueba tiene como objetivo proporcionar una técnica de medición alternativa y generalmente mucho más rápida que la norma ISO 10534-1.

Los coeficientes de absorción incidente normales de las mediciones del tubo de impedancia no se pueden comparar con los coeficientes de absorción incidente aleatorios medidos en cámaras de eco según la norma ISO 354. El método de la cámara de reverberación determina el coeficiente de absorción acústica para el sonido disperso incidente (en condiciones ideales). Sin embargo, el método de cámara de eco requiere muestras de prueba bastante grandes. El método del tubo de impedancia se limita a estudios en incidencia normal y plana y requiere muestras de objetos de prueba del mismo tamaño que el área de la sección transversal del tubo de impedancia. Para los materiales que responden sólo localmente, los coeficientes de absorción del sonido incidente disperso se pueden estimar a partir de los resultados de medición obtenidos con el método del tubo de impedancia.

A los efectos de estas normas, se aplican los siguientes términos y definiciones:

El coeficiente de absorción acústica es la relación entre la potencia del sonido que entra en la superficie del objeto de prueba (sin retorno) y la potencia del sonido incidente de una onda plana con incidencia normal.
El factor de reflexión de la presión sonora para incidencia normal es la relación compleja de la amplitud de presión de la onda reflejada a la onda incidente en el plano de referencia para una onda plana con un ángulo de incidencia normal.
El plano de referencia es la sección del tubo de impedancia en la que se determina el factor de reflexión o la impedancia o la conductancia compleja y normalmente es la superficie de los objetos de prueba planos.
La impedancia de campo es la relación entre la presión sonora en un punto del campo sonoro y la velocidad de la partícula dirigida hacia el objeto de prueba.
La impedancia en el plano de referencia es la relación entre la presión del sonido y la velocidad de la partícula de sonido en el plano de referencia.
El coeficiente de absorción acústica con incidencia normal es la relación entre la potencia acústica distribuida en el interior del objeto de prueba y la potencia acústica incidente de una onda plana con incidencia normal. Aquí, onda plana describe una onda cuyo valor es constante en cualquier instante en cualquier plano perpendicular a la dirección de propagación. La incidencia normal define la dirección del eje más largo del tubo de impedancia.
El coeficiente de reflexión de la presión sonora de incidencia normal es la relación compleja entre la amplitud de la presión sonora de la onda reflejada y la amplitud de la onda incidente en el plano de referencia para una onda plana de incidencia normal.
El plano de referencia es la sección del tubo de impedancia en la que se determina el factor de reflexión o la impedancia o la conductancia compleja y normalmente es la superficie del objeto de prueba si es plano.
La impedancia superficial incidente normal es la relación entre la presión sonora compleja y el componente normal de la velocidad de la partícula sonora compleja en una frecuencia individual definida como 0 en el plano de referencia. El vector de velocidad de la partícula tiene una dirección positiva que apunta hacia el interior del objeto bajo prueba.

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