Source: https://jmrplens.github.io/phonometry/es/guides/sound-power/
La presión *acústica* depende de dónde te sitúes y de la sala en la que estés;
la **potencia** acústica no. El nivel de potencia acústica `LW` es la energía
acústica total por segundo que radia una fuente, referida a `P0 = 1 pW`, y es
el descriptor de **emisión** independiente del dispositivo que figura en una
ficha técnica, alimenta una predicción de sala (EN 12354) o se contrasta con
un límite de emisión de ruido. Esta página cubre las vías que phonometry
implementa para obtenerlo y cuándo recurrir a cada una: una superficie
envolvente de *presión* en campo (ISO 3744/3746), el campo difuso de una
*sala reverberante* (ISO 3741), el *barrido* de intensidad sobre una
superficie (ISO 9614-2) y, para la máxima exactitud, los grados de precisión
en una *sala anecoica* (ISO 3745) y mediante el *barrido* de intensidad de
precisión (ISO 9614-3).
## Elegir un método
Todas proporcionan la misma magnitud, un `LW` por banda y un total
ponderado A `LWA`, pero bajo entornos, grados de precisión y restricciones
prácticas distintos.
| Método | Norma | Magnitud medida | Entorno | Grado de precisión | Cuándo usarlo |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| Superficie envolvente | **ISO 3744** (ingeniería) / **ISO 3746** (inspección) | Presión acústica sobre una semiesfera o caja | Campo esencialmente libre sobre uno o varios planos reflectantes | Grado 2 (`σR0 ≈ 1,5 dB`) / grado 3 (`≈ 3,0 dB`) | In situ o en una sala grande; sin instalación de ensayo especial disponible |
| Sala reverberante | **ISO 3741** | Presión acústica en el campo difuso | Sala reverberante cualificada de paredes rígidas | Grado 1 (precisión) | Máxima precisión para fuentes estacionarias de banda ancha en laboratorio |
| Barrido de intensidad | **ISO 9614-2** | Intensidad acústica normal barrida sobre una superficie | Casi cualquiera, tolerante al ruido extraño estacionario | Grado 2 / 3 (a partir de los indicadores de campo por banda) | In situ con ruido de fondo, o una máquina entre muchas |
| Sala anecoica | **ISO 3745** | Presión acústica sobre un conjunto fijo de micrófonos | Sala anecoica o semianecoica cualificada | Grado 1 (precisión) | Emisión de grado de referencia en un laboratorio de campo libre |
| Barrido de intensidad de precisión | **ISO 9614-3** | Intensidad normal barrida, con criterios más estrictos | Casi cualquiera, tolerante al ruido extraño estacionario | Grado 1 (precisión) | Precisión in situ, con las comprobaciones de indicadores de campo de ISO 9614-3 |
Los métodos de presión corrigen el nivel superficial por la sala (`K2`) y por
el ruido de fondo (`K1`); el método en sala reverberante necesita una sala
*cualificada* pero alcanza el grado de precisión; la intensidad rechaza la
energía de fondo estacionaria a costa de una sonda de dos micrófonos y una
comprobación de validez por banda. El resto de la página recorre cada uno por
turno.
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# Una fuente estacionaria (LW por bandas de octava abajo) por tres vías.
freqs = np.array([125.0, 250.0, 500.0, 1000.0, 2000.0, 4000.0])
lw_true = np.array([85.0, 88.0, 90.0, 89.0, 86.0, 82.0])
# ISO 3744: SPL en 10 posiciones de una semiesfera, r = 2 m (10 lg(S/S0) = 14 dB).
pres = emission.sound_power_pressure(np.tile(lw_true - 14.0, (10, 1)),
"hemisphere", radius=2.0,
frequencies=freqs)
# ISO 9614-2: intensidad normal uniforme barrida sobre seis segmentos de 0.5 m2.
i_n = np.tile(10.0 ** (lw_true / 10.0) * 1e-12 / 3.0, (6, 1))
inten = emission.sound_power_intensity(i_n, np.full(6, 0.5),
frequencies=freqs, band_type="octave")
# ISO 3741: comparación con una fuente de referencia de LW = 84 dB conocido por banda.
comp = emission.sound_power_comparison(lw_true - 20.0, np.full(6, 64.0),
np.full(6, 84.0), frequencies=freqs)
fig, ax = plt.subplots()
for res, style, ms, label in ((pres, "-o", 11, "presión (ISO 3744)"),
(inten, "--s", 8, "intensidad (ISO 9614-2)"),
(comp, ":^", 5, "fuente de referencia (ISO 3741)")):
ax.semilogx(freqs, res.sound_power_level, style, markersize=ms,
label=f"{label}: LWA = {res.sound_power_level_a:.1f} dB")
ax.set(xlabel="Frecuencia [Hz]", ylabel="Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.legend()
plt.show()
```
### Una ruta de decisión
La tabla se condensa en una breve secuencia de preguntas (ISO 3740 dedica su
Tabla 3 y su Anexo D exactamente a esta decisión). Recórrelas en orden; la
primera coincidencia nombra la norma.
1. **¿Para qué es el número?** Una declaración de ficha técnica o una
comprobación frente a un límite piden normalmente grado de ingeniería
(grado 2, el grado preferido para las declaraciones de ruido); una fuente
de referencia, una clasificación de productos o un litigio piden precisión
(grado 1); un primer reconocimiento de una nave ruidosa tolera el grado de
inspección (grado 3). El grado 1 solo existe en una sala de laboratorio
cualificada (ISO 3741, ISO 3745) o mediante los métodos de intensidad de
precisión (ISO 9614-1 en puntos discretos, ISO 9614-3 por barrido).
2. **¿Puede la fuente viajar al laboratorio?** ISO 3741 quiere la fuente
pequeña frente a la sala (volumen no mayor de aproximadamente el 2 % del
volumen de la sala) y su ruido estacionario; ISO 3745 la quiere dentro de
una sala anecoica o semianecoica cualificada con una dimensión
característica menor que la mitad del radio de medición, y es la vía que
además proporciona la directividad. Una máquina anclada a su bancada
descarta ambas y deja los métodos in situ.
3. **¿Cómo de silencioso y de seco es el emplazamiento?** ISO 3744 necesita
el fondo al menos 6 dB por debajo de la fuente (preferiblemente más de
15 dB) y `K2 ≤ 4 dB`. Si solo se alcanza un margen de 3 dB o `K2 ≤ 7 dB`, los
mismos micrófonos y fórmulas pasan sin más a ISO 3746 en grado de
inspección.
4. **¿Es el fondo el problema?** Cuando las máquinas vecinas no se pueden
apagar, o el margen es directamente negativo, los métodos de presión
quedan descartados. El barrido de intensidad (ISO 9614-2, o ISO 9614-3
para el grado 1) tolera ruido extraño estacionario incluso unos 10 dB
*por encima* de la fuente, porque solo cuenta el flujo neto de energía a
través de la superficie; los indicadores de campo por banda deciden
después el grado realmente alcanzado.
### Qué significan los grados de precisión
El grado es una afirmación sobre la **reproducibilidad**: `σR0` es la
desviación típica que verías si laboratorios distintos midieran la misma
fuente, cada uno siguiendo la norma correctamente. Los valores ponderados A
típicos son `σR0 ≈ 0,5 dB` para el grado 1 (ISO 3741), `1,5 dB` para el
grado 2 (ISO 3744, ISO 9614-2) y `3 dB` o más para el grado 3 (aún mayores
cuando `K2` es grande o el espectro es tonal). Los valores
por banda son mayores en los extremos del espectro. El campo `uncertainty`
de los resultados de los métodos de presión (superficie envolvente y sala
anecoica) es la incertidumbre expandida `U = 2·σtot` (95 % de
cobertura), donde `σtot = √(σR0² + σomc²)` incorpora además la inestabilidad
de operación/montaje `σomc` que tú estimas y pasas; el grado solo acota la
parte del presupuesto que corresponde al método.
En la práctica: un `LWA` de grado 2 de 92,4 dB lleva `U ≈ 3 dB`, así que dos
resultados de grado 2 separados 2 dB son estadísticamente indistinguibles, y
contrastar esa misma fuente con un límite de 93 dB es cara o cruz. Elige el
grado por la decisión que el número debe sostener, no por la instalación que
esté libre.
## 1. Superficie envolvente, presión acústica (ISO 3744 / ISO 3746)
Coloca la fuente sobre un plano reflectante e imagina una **superficie de
medición** de área `S` que la envuelve: una semiesfera para una fuente
compacta, una caja (paralelepípedo recto) para una grande o alargada.
Muestrea el nivel de presión acústica en un conjunto de posiciones de micrófono
sobre esa superficie, promédialas en energía, y la potencia acústica se obtiene
porque una superficie suficientemente difusa capta toda la energía radiada:
$$
\bar{L}_p = 10 \log_{10}\left( \frac{1}{N_M} \sum_i 10^{L_{pi}/10} \right), \qquad
L_W = \bar{L}_p - K_1 - K_2 + 10 \log_{10}\frac{S}{S_0},\quad S_0 = 1\ \text{m}^2 .
$$
Dos correcciones depuran el nivel superficial. La **corrección por ruido de
fondo** elimina la energía que habría estado presente con la fuente apagada, a
partir del margen `ΔLp` entre los niveles con la fuente encendida y los de
fondo,
$$
K_1 = -10 \log_{10}\left( 1 - 10^{-\Delta L_p/10} \right),
$$
y la **corrección ambiental** elimina la acumulación reverberante de la sala
de ensayo a partir de su área de absorción acústica equivalente `A`,
$$
K_2 = 10 \log_{10}\left( 1 + \frac{4 S}{A} \right).
$$
El área de la superficie es una forma cerrada de la geometría: una semiesfera
es `S = 2πr²` sobre un plano reflectante (dividida entre dos y entre cuatro
para dos y tres planos), y una caja de un plano es `S = 4(ab + bc + ca)` con
`a = 0.5·l1 + d`, `b = 0.5·l2 + d`, `c = l3 + d` para la distancia de medición
`d`. ISO 3746 (inspección) comparte todas las fórmulas pero es más burda: menos
posiciones de micrófono, un criterio de fondo de 3 dB en lugar de 6 dB, y
validez hasta `K2 ≤ 7 dB` en lugar de 4 dB.
```python
from phonometry import emission
# SPL en banda de octava (dB) en las 10 posiciones de la semiesfera de ISO 3744
# (Anexo B), con la fuente en marcha, más el espectro de fondo con ella apagada.
freqs = np.array([63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000])
base = np.array([70.0, 74.0, 78.0, 80.0, 79.0, 76.0, 72.0, 66.0])
rng = np.random.default_rng(0)
levels = base + rng.normal(0.0, 0.5, size=(10, 8)) # (posiciones, bandas)
background = np.full((10, 8), 55.0)
# Coordenadas de micrófono del Anexo B de ISO 3744 en una semiesfera de radio 1.5 m.
mic_xyz = emission.measurement_positions("hemisphere", radius=1.5, reflecting_planes=1)
print(mic_xyz.shape) # (10, 3)
res = emission.sound_power_pressure(
levels, "hemisphere", radius=1.5, reflecting_planes=1,
background_levels=background, frequencies=freqs,
reverberation_time=0.6, volume=300.0, # datos de sala -> K2
)
print(round(res.surface_area, 2)) # 14.14 m^2 (= 2*pi*1.5^2)
print(round(float(res.environmental_correction[0]), 2)) # K2 = 2.32 dB
print(round(res.sound_power_level_a, 1)) # LWA = 92.4 dB
print(round(res.uncertainty, 1)) # U = 3.0 dB (2*sigma_R0)
print(np.round(res.sound_power_level, 1)) # LW por banda
res.plot() # barras de nivel de potencia acústica por banda; LWA en el título (requiere matplotlib)
```
*Una barra por banda: la presión superficial promediada en energía menos las
correcciones de fondo (`K1`) y ambiental (`K2`) más el término de superficie
`10 lg(S/S0)` dan `LW(f)`, y la suma energética ponderada A entre bandas da el
número único `LWA` del título.*
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# SPL en banda de octava (dB) en las 10 posiciones de la semiesfera de ISO 3744
# (Anexo B), con la fuente en marcha, más el espectro de fondo con ella apagada.
freqs = np.array([63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000])
base = np.array([70.0, 74.0, 78.0, 80.0, 79.0, 76.0, 72.0, 66.0])
rng = np.random.default_rng(0)
levels = base + rng.normal(0.0, 0.5, size=(10, 8)) # (posiciones, bandas)
background = np.full((10, 8), 55.0)
res = emission.sound_power_pressure(
levels, "hemisphere", radius=1.5, reflecting_planes=1,
background_levels=background, frequencies=freqs,
reverberation_time=0.6, volume=300.0, # datos de sala -> K2
)
# res es el SoundPowerResult calculado arriba. Una línea:
res.plot(language="es")
plt.show()
# A mano: un espectro de barras de LW con el total ponderado A en el título.
freqs = res.frequencies
positions = np.arange(freqs.size)
fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(positions, res.sound_power_level, width=0.7, color="#1f77b4")
ax.set_xticks(positions)
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" for f in freqs], rotation=45, ha="right")
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.set_title(
f"Potencia acústica por superficie envolvente (ISO 3744) "
f"LWA = {res.sound_power_level_a:.1f} dB(A)")
plt.show()
```
El total ponderado A `LWA` se combina a partir de las potencias por banda con
las correcciones de ponderación A del Anexo E de ISO 3744, así que necesita
`frequencies`. Pasar los datos de sala (`reverberation_time` + `volume`,
o `absorption_area`, o `mean_absorption_coefficient` + `room_surface`) habilita
`K2`; omítelos y el campo se trata como libre (`K2 = 0`). Si el margen de fondo
cae por debajo del criterio del grado o `K2` supera el límite de validez, un
`SoundPowerWarning` avisa de que los niveles son cotas superiores; la
determinación se devuelve igualmente.
### Trampas de K1 y K2
Ambas correcciones restan energía al nivel superficial, así que sobreestimar
cualquiera de las dos subestima la emisión. Por eso las normas las acotan, y
por eso la mayoría de las disputas sobre un resultado de superficie
envolvente se remontan a uno de estos hábitos:
- **K1 tiene un precipicio, no una pendiente.** Con 15 dB de margen la
corrección es de tan solo 0,14 dB (despreciable); en el criterio de
ingeniería de 6 dB ya es 1,26 dB, el mayor valor que acepta el grado. Por
debajo del criterio la norma no permite aplicar la fórmula: `K1` se acota
y el resultado se declara cota superior. Nunca extrapoles la resta a un
margen menor; aumenta el margen (emplazamiento más silencioso, superficie más cercana) o
pásate al método de intensidad.
- **K1 supone un fondo estacionario.** La lectura con la fuente apagada debe
tomarse en las mismas posiciones y con la sala en el mismo estado, y la
energía de fondo debe ser la misma durante ambas lecturas. Un sistema de
ventilación que cicla o un vehículo que pasa durante cualquiera de las dos
invalida la pareja; la resta energética supone además que la fuente y el
fondo son incoherentes, lo que vale para el ruido ajeno pero no para las
reflexiones de la propia fuente.
- **K2 elimina la acumulación media de la sala, no las reflexiones
discretas.** Una pared cercana, un carro u otra máquina justo fuera de la
superficie añaden una contribución especular concentrada en unos pocos
micrófonos. Ese desequilibrio aflora en el índice de directividad aparente
`DIi*`, y ninguna corrección promedio de sala puede eliminarlo: desplaza
la superficie, retira el reflector o trátalo con absorción.
- **K2 vale lo que valga `A`.** Con `A` de Sabine (`0.16·V/T`), los errores
en el tiempo de reverberación o en el volumen se propagan directamente. En
el límite de validez `K2 = 4 dB` cerca del 60 % de la energía medida
proviene de la sala, no de la fuente, y un error del 20 % en `A` aún
modifica `LW` en unos 0,5 dB.
Prefiere un `T60` medido a un coeficiente de absorción estimado, y mantén
la distancia de medición lo bastante pequeña para que `K2` quede
holgadamente por debajo del límite.
### Parámetros de `sound_power_pressure()`
| Parámetro | Tipo | Unidades | Rango / valor por defecto | Notas |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| `levels_positions` | array 2D | dB | `(NM, NB)` | Una fila por posición, una columna por banda (o una única columna ponderada A) |
| `surface` | str | — | `'hemisphere'` / `'box'` | Forma de la superficie de medición |
| `radius` | float | m | > 0 (semiesfera) | Radio de la semiesfera `r` |
| `dimensions` | (float, float, float) | m | > 0 (caja) | `(l1, l2, l3)` del paralelepípedo de referencia |
| `distance` | float | m | > 0 (caja) | Distancia de medición `d` |
| `reflecting_planes` | int | — | `1` / `2` / `3`, por defecto `1` | Divide entre dos/cuatro el área de la semiesfera |
| `background_levels` | array 2D o espectro | dB | `(NM, NB)`, o `(NB,)` / `(1, NB)` | Habilita `K1`; un espectro único se difunde a todas las posiciones |
| `frequencies` | array 1D | Hz | centros de banda nominales | Habilita `LWA` (Anexo E) |
| `absorption_area` | float o array 1D | m² | > 0 | `A` para `K2` (directo); un array por banda → `K2` por banda |
| `reverberation_time`, `volume` | float/array, float | s, m³ | > 0 | `A = 0.16 V/T` para `K2`; `T` por banda → `K2` por banda |
| `mean_absorption_coefficient`, `room_surface` | float/array, float | —, m² | `(0,1]`, > 0 | `A = α·Sv` (Ec. A.7); `α` por banda → `K2` por banda |
| `grade` | str | — | `'engineering'` (por defecto) / `'survey'` | ISO 3744 vs ISO 3746 |
| `omc_uncertainty` | float | dB | por defecto `0.0` | `σomc`, inestabilidad de operación/montaje, incorporada a `U` |
Devuelve un `SoundPowerResult`: `sound_power_level` (`LW` por banda),
`surface_pressure_level` (`Lp` tras K1/K2), `mean_pressure_level`,
`background_correction`/`environmental_correction` (`K1`/`K2`),
`directivity_index` (índice de directividad aparente `DIi*` por posición de
micrófono **y** banda de frecuencia, forma `(NM, NB)`; ISO 3744 cláusula 8.6),
`surface_area`, `sound_power_level_a` (`LWA`), `uncertainty`
(expandida, 95 %) y `grade`. `measurement_positions('hemisphere', radius=…,
reflecting_planes=…, tones=…, grade=…)` devuelve las coordenadas normativas
`(N, 3)` de micrófono (Tabla B.1 para fuentes tonales, B.2 para banda ancha).
## 2. Sala reverberante, grado de precisión (ISO 3741)
En una **sala reverberante** cualificada de paredes rígidas el campo es
difuso, así que un puñado de micrófonos muestrea toda la energía radiada y el
método alcanza el grado 1. La potencia acústica proviene del nivel medio de la
sala `Lp(ST)`, el área de absorción de Sabine `A = (55.26/c)·(V/T60)` y una
cadena de pequeñas correcciones (ISO 3741 Ec. 20):
$$
L_W = \bar{L}_p + 10 \log_{10}\frac{A}{A_0} + 4{,}34\ \frac{A}{S}
+ 10 \log_{10}\left( 1 + \frac{S c}{8 V f} \right) + C_1 + C_2 - 6 .
$$
El término entre paréntesis es la **corrección de Waterhouse**: cerca de los
contornos de la sala la densidad de energía sonora es mayor que en el interior,
y este término (que se anula al crecer la frecuencia) restituye la energía que
los micrófonos del interior no captan. `C1` (cantidad de referencia) y `C2`
(impedancia de radiación) llevan el resultado a las condiciones meteorológicas
de referencia de 23 °C y 101,325 kPa,
$$
C_1 = -10 \log_{10}\frac{p_s}{p_{s0}} + 5 \log_{10}\frac{273{,}15 + \theta}{314}, \qquad
C_2 = -10 \log_{10}\frac{p_s}{p_{s0}} + 15 \log_{10}\frac{273{,}15 + \theta}{296},
$$
con la velocidad del sonido `c = 20.05·√(273 + θ)`. El **método de comparación**
sustituye los términos de área de absorción, Waterhouse y `C1` por una fuente
sonora de referencia de potencia conocida `LW(RSS)` medida en la misma sala, de
modo que la sala no necesita caracterizarse:
`LW = LW(RSS) + (Lp(ST) − Lp(RSS) + C2)`.
```python
from phonometry import emission
# SPL medio de sala en tercios de octava (dB), 100 Hz - 10 kHz, y el T60 de la sala.
freqs = np.array([100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000],
dtype=float)
lp = np.linspace(80.0, 70.0, freqs.size)
t60 = np.full(freqs.size, 2.0)
rev = emission.sound_power_reverberation(
lp, t60, volume=200.0, surface_area=220.0, frequencies=freqs,
temperature=20.0, static_pressure=101.0,
)
print(round(rev.speed_of_sound, 1)) # c = 343.2 m/s
print(round(float(rev.absorption_area[0]), 1)) # A = 16.1 m^2 a 100 Hz
print(round(float(rev.waterhouse_correction[0]), 2)) # 1.68 dB a 100 Hz
print(round(float(rev.sound_power_level[0]), 1)) # LW = 87.9 dB
print(round(rev.sound_power_level_a, 1)) # LWA = 92.1 dB
# Método de comparación: una fuente de referencia de LW conocido medida en los mismos puntos.
lw_rss = np.full(freqs.size, 85.0)
lp_rss = np.linspace(78.0, 69.0, freqs.size)
cmp = emission.sound_power_comparison(lp, lp_rss, lw_rss, frequencies=freqs, temperature=20.0)
print(round(float(cmp.sound_power_level[0]), 1), cmp.method) # 86.9 comparison
rev.plot() # espectro LW de la sala reverberante; LWA en el título (requiere matplotlib)
```
*El nivel medio de la sala llevado a través de los términos de área de
absorción, de Waterhouse y meteorológicos de la Ec. 20 da el `LW(f)` por tercio
de octava, y la suma energética ponderada A entre las 21 bandas da el `LWA` del
título.*
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# SPL medio de sala en tercios de octava (dB), 100 Hz - 10 kHz, y el T60 de la sala.
freqs = np.array([100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000,
1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000],
dtype=float)
lp = np.linspace(80.0, 70.0, freqs.size)
t60 = np.full(freqs.size, 2.0)
rev = emission.sound_power_reverberation(
lp, t60, volume=200.0, surface_area=220.0, frequencies=freqs,
temperature=20.0, static_pressure=101.0,
)
# rev es el ReverberationSoundPowerResult calculado arriba. Una línea:
rev.plot(language="es")
plt.show()
# A mano: un espectro de barras de LW con el total ponderado A en el título.
freqs = rev.frequencies
positions = np.arange(freqs.size)
fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(positions, rev.sound_power_level, width=0.7, color="#1f77b4")
ax.set_xticks(positions)
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" for f in freqs], rotation=45, ha="right")
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.set_title(
f"Potencia acústica en cámara reverberante (ISO 3741) "
f"LWA = {rev.sound_power_level_a:.1f} dB(A)")
plt.show()
```
`levels` puede ser un espectro medio 1D o un array 2D `(NM, NB)` promediado
sobre las posiciones. Cuando el volumen de la sala, su tiempo de reverberación
o el número de micrófonos incumplen un criterio de cualificación de ISO 3741
(volumen mínimo de la Tabla 1, el suelo de reverberación `V/S`, menos de 6
posiciones, o una dispersión entre posiciones superior a 1,5 dB), se emite un
`SoundPowerWarning` de aviso y el resultado se devuelve igualmente.
### Parámetros de `sound_power_reverberation()`
| Parámetro | Tipo | Unidades | Rango / valor por defecto | Notas |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| `levels` | array 1D o 2D | dB | por banda, o `(NM, NB)` | SPL medio de sala; 2D se promedia en energía sobre las posiciones |
| `t60` | float o array 1D | s | > 0 | Tiempo de reverberación de la sala (el escalar se difunde) |
| `volume` | float | m³ | > 0 | Volumen de la sala `V` |
| `surface_area` | float | m² | > 0 | Superficie total de la sala `S` (Waterhouse, `A/S`) |
| `frequencies` | array 1D | Hz | uno por banda | Obligatorio (Waterhouse necesita `f`); habilita `LWA` |
| `background_levels` | array 1D o 2D | dB | coincide con `levels` | `K1` por banda (criterio dependiente de la frecuencia) |
| `temperature` | float | °C | por defecto `23.0` | Fija `c`, `C1`, `C2` |
| `static_pressure` | float | kPa | por defecto `101.325` | Fija `C1`, `C2` |
`sound_power_comparison(levels, levels_ref, lw_ref, *, frequencies=None,
background_levels=…, background_levels_ref=…, temperature=23.0,
static_pressure=101.325)` toma los mismos niveles de sala más los niveles de la
fuente de referencia y su potencia conocida.
| Parámetro | Tipo | Unidades | Rango / defecto | Notas |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| `levels_ref` | array 1D o 2D | dB | coincide con `levels` | SPL medio de sala con la fuente de referencia (RSS) en marcha |
| `lw_ref` | array 1D | dB | por banda | Potencia acústica conocida `LW(RSS)` de la fuente de referencia |
| `background_levels` | array 1D o 2D | dB | coincide con `levels` | Ruido de fondo de la fuente de ensayo; `K1` por banda sobre `Lp(ST)` |
| `background_levels_ref` | array 1D o 2D | dB | coincide con `levels_ref` | Ruido de fondo de la fuente de **referencia**; `K1` por banda sobre `Lp(RSS)` |
`background_levels_ref` corrige por ruido de fondo el nivel de sala de la fuente
de referencia `Lp(RSS)` igual que `background_levels` lo hace para la fuente de
ensayo; ambos requieren `frequencies` (el criterio ISO 3741 depende de la
frecuencia). Ambas devuelven un
`ReverberationSoundPowerResult` (`sound_power_level`, `mean_pressure_level`,
`absorption_area`, `waterhouse_correction`, `background_correction`, `c1`, `c2`,
`speed_of_sound`, `sound_power_level_a`, `method`; los campos de
absorción/Waterhouse/`c1` son `NaN` para el método de comparación).
## 3. Barrido de intensidad (ISO 9614-2)
La **intensidad** acústica es el flujo neto de energía, así que distingue la
energía que *sale* de la fuente de la energía estacionaria que solo atraviesa
la superficie; por eso el método de intensidad tolera el ruido de fondo que
derrotaría a los métodos de presión. Una sonda p-p (véase la
[guía de Intensidad acústica](/phonometry/es/guides/intensity/)) se barre de forma
continua sobre cada uno de los `N` segmentos de una superficie que encierra la
fuente, informando de la intensidad normal con signo promediada por segmento
``.
Las potencias parciales suman el total:
$$
P_i = \langle I_{n,i} \rangle\ S_i, \qquad P = \sum_i P_i, \qquad
L_W = 10 \log_{10}\frac{P}{P_0},\quad P_0 = 1\ \text{pW} .
$$
Una banda en la que `P < 0` (flujo neto entrante, de una fuente más fuerte
fuera de la superficie) es **no determinable** y se informa como `NaN`. Dos
indicadores de campo normativos cualifican cada banda. El **indicador
superficial presión-intensidad** `FpI` mide cuán reactivo es el campo, y el
**indicador de potencia parcial negativa** `F+/-` mide cuánta energía circula
hacia dentro y hacia fuera:
$$
F_{pI} = [L_p] - L_W + 10 \log_{10}\frac{S}{S_0}, \qquad
F_{+/-} = 10 \log_{10}\frac{\sum_i \lvert P_i \rvert}{\lvert \sum_i P_i \rvert} .
$$
La **capacidad dinámica** de la sonda `Ld = δpI0 − K` (índice de intensidad
residual de presión menos el factor de sesgo `K`, 10 dB para el grado 2 y 7 dB
para el grado 3) debe superar `FpI` (criterio 1); `F+/- ≤ 3 dB` es el criterio
2 (obligatorio para el grado 2); y los dos barridos repetidos deben coincidir
dentro del límite `s` de la Tabla 2 por segmento (criterio 3). Una banda es de
grado **ingeniería** cuando se cumplen los criterios 1, 2 y 3, de **inspección**
cuando se cumplen 1 y 3, y en caso contrario `none`.
```python
from phonometry import emission
# 6 segmentos de superficie x 6 bandas de octava: intensidad normal con signo (W/m^2)
# de dos barridos repetidos, las áreas de los segmentos y el SPL superficial por segmento (dB).
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000], dtype=float)
areas = np.full(6, 0.5) # 0.5 m^2 por segmento
rng = np.random.default_rng(0)
scan1 = np.abs(rng.normal(1e-4, 2e-5, size=(6, 6))) # (segmentos, bandas)
scan2 = scan1 * (1.0 + rng.normal(0.0, 0.02, size=(6, 6)))
pressure = np.full((6, 6), 80.0)
res = emission.sound_power_intensity(
scan1, areas, normal_intensity_2=scan2, pressure_levels=pressure,
pressure_residual_index=12.0, frequencies=freqs,
band_type="octave", grade="engineering",
)
print(np.round(res.sound_power_level, 1)) # LW por banda
print(round(res.sound_power_level_a, 1)) # LWA sobre las bandas determinables
print(round(float(res.dynamic_capability_index[0]), 1)) # Ld = 12 - 10 = 2.0 dB
print(round(float(res.surface_pressure_intensity_index[0]), 2)) # FpI
print(list(res.achieved_grade)) # grado por banda
res.plot() # espectro LW; bandas no positivas (indeterminables) con trama (requiere matplotlib)
```
*Las potencias parciales `·Si` de los seis segmentos suman el `LW` de
cada banda; aquí todas las bandas tienen potencia neta positiva y superan los
criterios de indicadores de campo en grado de ingeniería, así que las seis
barras se sostienen, y el total ponderado A de 90,9 dB(A) encabeza el título.*
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# 6 segmentos de superficie x 6 bandas de octava: intensidad normal con signo (W/m^2)
# de dos barridos repetidos, las áreas de los segmentos y el SPL superficial por segmento (dB).
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000], dtype=float)
areas = np.full(6, 0.5) # 0.5 m^2 por segmento
rng = np.random.default_rng(0)
scan1 = np.abs(rng.normal(1e-4, 2e-5, size=(6, 6))) # (segmentos, bandas)
scan2 = scan1 * (1.0 + rng.normal(0.0, 0.02, size=(6, 6)))
pressure = np.full((6, 6), 80.0)
res = emission.sound_power_intensity(
scan1, areas, normal_intensity_2=scan2, pressure_levels=pressure,
pressure_residual_index=12.0, frequencies=freqs,
band_type="octave", grade="engineering",
)
# res es el SoundPowerIntensityResult calculado arriba. Una línea:
res.plot(language="es")
plt.show()
# A mano: un espectro de barras de LW con el total ponderado A en el título.
freqs = res.frequencies
positions = np.arange(freqs.size)
fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(positions, res.sound_power_level, width=0.7, color="#1f77b4")
ax.set_xticks(positions)
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" for f in freqs], rotation=45, ha="right")
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.set_title(
f"Potencia acústica por barrido de intensidad (ISO 9614-2) "
f"LWA = {res.sound_power_level_a:.1f} dB(A)")
plt.show()
```
Suministrar `normal_intensity_2` (el segundo barrido) promedia ambos para las
potencias parciales y evalúa el criterio 3; `pressure_levels` habilita `FpI`;
`pressure_residual_index` (`δpI0`) más un segundo barrido habilita el grado
alcanzado por banda. La intensidad por diferencias finitas de la sonda tiene un
sesgo dependiente de la frecuencia que se trata en la
[guía de intensidad](/phonometry/es/guides/intensity/).
### Parámetros de `sound_power_intensity()`
| Parámetro | Tipo | Unidades | Rango / valor por defecto | Notas |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| `normal_intensity` | array 2D | W/m² | `(N_seg, N_bands)` | Intensidad normal con signo promediada por segmento `` (primer barrido) |
| `areas` | array 1D | m² | > 0, `(N_seg,)` | Áreas de los segmentos `Si` |
| `normal_intensity_2` | array 2D | W/m² | misma forma | Segundo barrido → criterio 3 y promediado |
| `pressure_levels` | array 2D | dB | misma forma | SPL por segmento `Lpi` → `FpI` |
| `pressure_residual_index` | float o array 1D | dB | — | `δpI0` → `Ld` / criterio 1 |
| `frequencies` | array 1D | Hz | centros nominales | `LWA` y límites de la Tabla 2 |
| `band_type` | str | — | `'third'` (por defecto) / `'octave'` | Consulta de la Tabla 2 |
| `grade` | str | — | `'engineering'` (por defecto) / `'survey'` | Selecciona `K` |
| `repeatability_limit` | float o array 1D | dB | por defecto Tabla 2 | Sobrescribe `s` del criterio 3 |
Devuelve un `SoundPowerIntensityResult`: `partial_power`/`partial_power_level`
por segmento y banda, `sound_power`/`sound_power_level` (total de banda, `NaN`
donde `negative_band`), `surface_pressure_intensity_index` (`FpI`),
`negative_partial_power_index` (`F+/-`), `repeatability`,
`dynamic_capability_index` (`Ld`), `achieved_grade`, `surface_area`,
`sound_power_level_a` y `grade`.
## 4. Grado de precisión, sala anecoica (ISO 3745)
Cuando se requiere la máxima exactitud, ISO 3745 mide la potencia acústica en una
**sala anecoica** o **semianecoica** cualificada, donde el campo libre permite que
un conjunto fijo de micrófonos muestree directamente la presión acústica radiada. Es
la contraparte de grado 1 del método de superficie envolvente de la Sección 1, con
coordenadas de micrófono normalizadas, una corrección por ruido de fondo por
posición y una corrección meteorológica explícita.
**Nivel de potencia acústica (Cláusula 8).** El nivel de potencia acústica por banda es
el nivel de presión promediado en la superficie más el término de superficie y las
correcciones:
$$
L_W = \overline{L_p} + 10\lg\frac{S}{S_0} + C_1 + C_2 + C_3,
$$
con $S = 4\pi r^2$ sobre la esfera o $S = 2\pi r^2$ sobre la semiesfera,
$S_0 = 1\ \text{m}^2$. $C_1$ y $C_2$ son las correcciones meteorológicas
(términos de referencia e impedancia de radiación); $C_3$ tiene en cuenta la
absorción del aire sobre el radio de medición. Las posiciones de micrófono son los
conjuntos normalizados de vectores unitarios de las Tablas D.1 (esfera), E.1
(semiesfera) y E.2 (semiesfera, banda ancha).
```python
from phonometry import emission
# Las 40 posiciones normalizadas de la semiesfera (vectores unitarios escalados por el radio).
pos = emission.precision_positions("hemisphere", radius=1.0, count=40)
print(pos.shape) # (40, 3)
# SPL en banda de octava/tercio (dB) en cada una de las 40 posiciones; aquí un
# valor uniforme de 74 dB en una banda. El resultado lleva S = 2*pi*r^2 y LW con C1+C2+C3.
levels = np.full((40, 1), 74.0)
res = emission.sound_power_anechoic(levels, "hemisphere", radius=1.0)
print(round(res.surface_area, 3)) # 6.283 (2*pi*1^2)
print(np.round(res.sound_power_level, 2)) # [81.85]
```
**Correcciones por ruido de fondo y meteorológica.** La corrección por ruido de
fondo $K_1$ se aplica **por posición** y se acota donde la diferencia
señal-fondo es pequeña (Ec. 11); la corrección meteorológica se evalúa a partir de
la temperatura y la presión estática medidas.
```python
from phonometry import emission
# K1 para una diferencia señal-fondo de 6 dB en una banda de borde <=200 Hz: el
# límite es 1.26 dB (Ec. 11). Los niveles de fuente y fondo son [posiciones, bandas].
k1 = emission.precision_background_correction(
np.array([[56.0]]), np.array([[50.0]]), np.array([200.0]))
print(round(float(k1[0, 0]), 4)) # 1.2563
# Correcciones meteorológicas en la referencia de 23 C, 101.325 kPa (Ec. 16):
mc = emission.meteorological_corrections(23.0, 101.325)
print(round(mc.c1, 4), round(mc.c2, 4)) # -0.1282 0.0
# Incertidumbre expandida (EJEMPLO de la Cláusula 10.5): sigma_R0 = 0.5, sigma_omc = 2.0,
# k = 2 -> U = 4.1 dB.
print(round(emission.precision_uncertainty(0.5, 2.0, 2.0), 3)) # 4.123
```
La `MeteorologicalCorrection` es un par de escalares (más el `C3` por banda
cuando el coeficiente de atenuación se aporta por banda), no un espectro
dibujable: las correcciones se pliegan en el `PrecisionSoundPowerResult` como
sus campos `c1`/`c2`/`c3`, y la ficha `.report()` las imprime en su franja de
base de medición.
Sobre varias bandas `sound_power_anechoic` devuelve un `PrecisionSoundPowerResult`
representable que lleva el `LW` por banda y el total ponderado A:
```python
from phonometry import emission
# Una máquina con pico en frecuencias medias medida sobre el conjunto hemisférico de
# 40 posiciones (Anexo E). levels_positions es el espectro de presión superficial
# (40, NB): un espectro base con pico cerca de 1 kHz más una pequeña dispersión espacial por posición.
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000], float)
base = 70.0 + 8.0 * np.exp(-(np.log2(freqs / 1000.0) ** 2) / 2.0)
rng = np.random.default_rng(7)
levels = base[None, :] + rng.normal(0.0, 1.0, (40, freqs.size))
result = emission.sound_power_anechoic(levels, "hemisphere", radius=1.0, frequencies=freqs)
print(round(result.sound_power_level_a, 1)) # 89.3
result.plot() # espectro LW, LWA en el título (requiere matplotlib)
```
*Una barra por banda: la presión promediada en la superficie más las correcciones
de área, ruido de fondo y meteorológica dan `LW(f)`, y la suma energética ponderada
A entre bandas da el número único `LWA` del título.*
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# Una máquina con pico en frecuencias medias medida sobre el conjunto hemisférico de
# 40 posiciones (Anexo E). levels_positions es el espectro de presión superficial
# (40, NB): un espectro base con pico cerca de 1 kHz más una pequeña dispersión espacial por posición.
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000], float)
base = 70.0 + 8.0 * np.exp(-(np.log2(freqs / 1000.0) ** 2) / 2.0)
rng = np.random.default_rng(7)
levels = base[None, :] + rng.normal(0.0, 1.0, (40, freqs.size))
result = emission.sound_power_anechoic(levels, "hemisphere", radius=1.0, frequencies=freqs)
# result es el PrecisionSoundPowerResult calculado arriba. Una línea:
result.plot(language="es")
plt.show()
# A mano: un espectro de barras de LW con el total ponderado A en el título.
freqs = result.frequencies
positions = np.arange(freqs.size)
fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(positions, result.sound_power_level, width=0.7, color="#1f77b4")
ax.set_xticks(positions)
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" for f in freqs], rotation=45, ha="right")
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.set_title(
f"Potencia acústica de precisión (ISO 3745) LWA = {result.sound_power_level_a:.1f} dB(A)")
plt.show()
```
## 5. Barrido de intensidad de precisión (ISO 9614-3)
ISO 9614-3 es el método de barrido de grado 1: como ISO 9614-2, integra la
intensidad normal sobre una superficie que encierra la fuente, pero con un barrido
continuo, criterios de indicadores de campo más estrictos y un presupuesto de
incertidumbre explícito.
**Potencia y nivel (Cláusula 7).** La potencia parcial de cada segmento es
$P_i = I_{n,i}\,S_i$; el total $P = \sum_i P_i$ da
$L_W = 10\lg(P/P_0)$, $P_0 = 1\ \text{pW}$. Una banda cuya intensidad neta es
negativa (más potencia entrando que saliendo) se marca no aplicable en lugar de
registrarse. Los indicadores de campo (variabilidad temporal $F_T$, los
indicadores presión-intensidad con y sin signo, y la no uniformidad $F_S$)
gobiernan los cinco criterios de aceptación.
```python
from phonometry import emission
# Una superficie totalmente envolvente con una intensidad normal uniforme In = W/S
# recupera exactamente la potencia de la fuente: LW = 10*lg(W/P0). Aquí W = 100 uW -> 80 dB.
areas = np.array([0.5, 1.0, 0.25, 2.0])
w = 1.0e-4
i_n = np.full(areas.shape, w / float(areas.sum()))
res = emission.sound_power_intensity_precision(i_n, areas)
print(round(float(res.sound_power[0]), 6)) # 0.0001
print(round(float(res.sound_power_level[0]), 2)) # 80.0
```
A lo largo de varias bandas el resultado lleva el `LW` por banda (`NaN` donde la
potencia neta es no positiva), marca esas bandas como `not_applicable` y las
dibuja con la línea única `result.plot()` de la figura de abajo:
```python
from phonometry import emission
# Cuatro superficies parciales barridas sobre cinco bandas de tercio de octava. Cada
# celda de partial_intensity es la intensidad normal con signo In_i (W/m^2); areas son
# las áreas de las superficies parciales Si. La banda de 250 Hz tiene potencia neta
# negativa (un campo localmente reactivo), así que ISO 9614-3 la marca no aplicable (cláusula 9.2) -> NaN.
freqs = np.array([250, 500, 1000, 2000, 4000], float)
areas = np.array([0.5, 1.0, 0.75, 0.5])
base_intensity = np.array([2.0e-6, 8.0e-6, 2.0e-5, 1.0e-5, 3.0e-6])
partial_intensity = base_intensity[None, :] * np.array([1.0, 1.1, 0.9, 1.05])[:, None]
partial_intensity[:, 0] = [2.0e-6, -3.0e-6, -4.0e-6, -1.0e-6] # banda de potencia neta negativa
result = emission.sound_power_intensity_precision(partial_intensity, areas, frequencies=freqs)
print(result.not_applicable_band.tolist()) # [True, False, False, False, False]
print(round(result.sound_power_level_a, 1)) # 80.6
result.plot() # espectro LW; la banda no aplicable con trama (requiere matplotlib)
```
*La banda de 250 Hz da un neto negativo (más energía entrando que saliendo), así que
ISO 9614-3 la declara no aplicable; la figura la trama y la agrisa mientras las
cuatro bandas determinadas y el total ponderado A se mantienen.*
Mostrar el código de esta figura
```python
from phonometry import emission
# Cuatro superficies parciales barridas sobre cinco bandas de tercio de octava. Cada
# celda de partial_intensity es la intensidad normal con signo In_i (W/m^2); areas son
# las áreas de las superficies parciales Si. La banda de 250 Hz tiene potencia neta
# negativa (un campo localmente reactivo), así que ISO 9614-3 la marca no aplicable (cláusula 9.2) -> NaN.
freqs = np.array([250, 500, 1000, 2000, 4000], float)
areas = np.array([0.5, 1.0, 0.75, 0.5])
base_intensity = np.array([2.0e-6, 8.0e-6, 2.0e-5, 1.0e-5, 3.0e-6])
partial_intensity = base_intensity[None, :] * np.array([1.0, 1.1, 0.9, 1.05])[:, None]
partial_intensity[:, 0] = [2.0e-6, -3.0e-6, -4.0e-6, -1.0e-6] # banda de potencia neta negativa
result = emission.sound_power_intensity_precision(partial_intensity, areas, frequencies=freqs)
# result es el PrecisionIntensityResult calculado arriba. Una línea:
result.plot(language="es")
plt.show()
# A mano: bandas determinadas como barras de LW; una banda no aplicable (su LW es NaN)
# se señala con una franja gris y con trama a plena altura en lugar de una barra de altura cero.
freqs = result.frequencies
positions = np.arange(freqs.size)
neg = result.not_applicable_band
lw = np.nan_to_num(result.sound_power_level)
fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(positions[~neg], lw[~neg], width=0.7, color="#1f77b4")
for pos in positions[neg]:
ax.axvspan(pos - 0.35, pos + 0.35, facecolor="#888888", alpha=0.28,
hatch="//", edgecolor="#888888")
ax.set_xticks(positions)
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" for f in freqs], rotation=45, ha="right")
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Nivel de potencia acústica LW [dB]")
ax.set_title(
f"Barrido de intensidad de precisión (ISO 9614-3) "
f"LWA = {result.sound_power_level_a:.1f} dB(A)")
plt.show()
```
## 6. El informe de medición (`.report()`)
Una determinación de potencia acústica termina en un *documento*. Todos los
resultados de esta página siguen siendo dibujables mientras se trabaja con
ellos — `res.plot()` traza interactivamente el mismo espectro `LW` que la
ficha compone — y el paso de informe lo envuelve en el entregable. Tanto el
resultado de superficie envolvente (`SoundPowerResult`, ISO 3744/3746) como el
resultado de precisión (`PrecisionSoundPowerResult`, ISO 3745) exponen un método
`.report()` que escribe una ficha PDF de una página con el formato de una hoja
de ensayo de potencia acústica: la línea de base normativa que nombra el método
aplicado y el grado de exactitud, un encabezado opcional de metadatos (cliente,
fuente de ruido, entorno de ensayo, instrumentación, clima, fecha), una tabla
por bandas (frecuencia nominal de octava/tercio de octava, el nivel de presión
acústica de superficie $L_p$ y el nivel de potencia acústica de banda $L_W$), el
espectro de potencia acústica $L_W(f)$ con eje de bandas nominal, y un recuadro
con el nivel de potencia acústica ponderado A $L_{WA}$ (dB re 1 pW) acompañado
del $L_W$ total, la incertidumbre expandida $U$ y el área de la superficie de
medición $S$.
Los metadatos se proporcionan mediante un `ReportMetadata`, cuyos campos
aplicables aquí son la **descripción de la fuente** (`specimen`), el **entorno
de ensayo** (`test_room`), el **cliente**, la **instrumentación**, la
**temperatura**, la **humedad relativa** y la **presión ambiente**, la **fecha
del ensayo** (`test_date`) y la identidad del pie (`laboratory`, `operator`,
`report_id`, `notes`); el área de la superficie de medición $S$ procede del
propio resultado y se imprime en el recuadro y en la tira de base, junto con las
correcciones aplicadas (el ruido de fondo $K_1$ y el entorno $K_2$ para el
método de superficie ISO 3744/3746, o las meteorológicas $C_1$/$C_2$/$C_3$ para
el método de precisión ISO 3745). Indicar `requirement` añade un veredicto
CUMPLE/NO CUMPLE frente a un límite declarado de potencia acústica ponderada A
(la emisión de potencia acústica es una magnitud en la que menos es mejor, así
que la fuente cumple igual o por debajo del límite). `verbose=True` añade el
nivel promedio energético $L_p'$ a la tabla, y para el resultado de superficie
ISO 3744/3746 añade además las columnas de corrección $K_1$/$K_2$ (el resultado
de precisión ISO 3745 no lleva $K_1$/$K_2$; sus $C_1$/$C_2$/$C_3$ aparecen en la
tira de base). `language="es"` genera la ficha en español con decimales de coma.
```python
from phonometry import ReportMetadata, emission
freqs = np.array([63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000], float)
# Diez espectros de posición idénticos sobre un hemisferio de radio 4 m; ruido
# de fondo uniforme 10 dB por debajo y área de absorción equivalente
# A = 1500 m^2 (para que K1, K2 sean significativos y dentro del límite de
# validez del grado de ingeniería).
surface = np.array([72.0, 76, 80, 82, 81, 78, 73, 66])
res = emission.sound_power_pressure(
np.tile(surface, (10, 1)), "hemisphere", radius=4.0,
background_levels=np.tile(surface - 10.0, (10, 1)),
frequencies=freqs, absorption_area=1500.0, grade="engineering",
)
res.report(
"sound_power.pdf",
metadata=ReportMetadata(
client="Planta de fabricación de ejemplo",
specimen="Grupo hidráulico (de suelo)",
test_room="Sala semianecoica sobre suelo reflectante",
instrumentation="Sonómetro clase 1 (IEC 61672-1), s/n 0042",
laboratory="Ejemplo de referencia de phonometry",
report_id="EXAMPLE-3744",
requirement=105.0,
),
language="es",
) # LWA = 103,7 dB(A) re 1 pW -> límite declarado 105 dB(A): CUMPLE
```
La ficha de ejemplo se regenera con `make reports` y se mantiene renderizada en
el repositorio; haz clic en la vista previa para abrir el PDF.
### La determinación por intensidad (ISO 9614-2)
El resultado de barrido por intensidad (`SoundPowerIntensityResult`,
ISO 9614-2) escribe la misma ficha de una página mediante su propio
`.report()`. La línea de base normativa nombra la ISO 9614-2:1996 y el grado de
medición, la tabla por bandas lista el nivel de potencia acústica de banda
$L_W$ derivado de la intensidad, y el recuadro del $L_{WA}$ recoge el $L_W$
total, la superficie de medición $S$ y el grado de determinación (el resultado
por intensidad no tiene incertidumbre expandida $U$). `verbose=True` añade los
indicadores de campo $F_{pI}$ (superficial de presión-intensidad) y $F_{+/-}$
(potencia parcial negativa) y el grado alcanzado por banda; la tira de base
indica el modelo de potencia parcial (las potencias parciales de segmento
$P_i = I_{n,i} S_i$ que suman $P$) y los criterios de calificación del Anexo B.
Una banda cuya potencia neta no es positiva no es determinable (apartado 9.2) y
se imprime una raya.
```python
from phonometry import ReportMetadata, emission
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000], float)
# Seis segmentos iguales de 0,5 m^2 (S = 3,0 m^2); un espectro de intensidad
# normal uniforme barrido dos veces, con el SPL de superficie y el índice
# residual del instrumento que califican cada banda en grado de ingeniería.
intensity = np.array([0.6e-4, 1.0e-4, 1.5e-4, 1.4e-4, 0.9e-4, 0.5e-4])
scan = np.tile(intensity, (6, 1))
res = emission.sound_power_intensity(
scan, np.full(6, 0.5), normal_intensity_2=scan.copy(),
pressure_levels=np.full((6, 6), 80.0), pressure_residual_index=15.0,
frequencies=freqs, band_type="octave", grade="engineering",
)
res.report(
"sound_power_intensity.pdf",
metadata=ReportMetadata(
client="Planta de fabricación de ejemplo",
specimen="Grupo hidráulico (de suelo)",
test_room="Nave con ruido de fondo estacionario",
instrumentation="Sonda de intensidad p-p clase 1 (IEC 61043), n/s 0042",
laboratory="Ejemplo de referencia de phonometry",
report_id="EXAMPLE-9614",
requirement=93.0,
),
language="es",
) # LWA = 90,9 dB(A) re 1 pW -> límite declarado 93 dB(A): CUMPLE
```
La ficha de ejemplo se regenera con `make reports` y se mantiene renderizada en
el repositorio; haz clic en la vista previa para abrir el PDF.
### La determinación en sala reverberante (ISO 3741)
El resultado en sala reverberante (`ReverberationSoundPowerResult`, ISO 3741)
escribe la misma ficha de una página mediante su propio `.report()`. La línea
de base normativa nombra la ISO 3741:2010 y el grado de precisión (grado 1) e
indica qué método se empleó, el método directo usando el área de absorción
equivalente de la sala (Ec. 20) o el método de comparación usando una fuente
sonora de referencia (Ec. 21). La tabla por bandas lista el nivel de presión
acústica medio en la sala $L_p$ y el nivel de potencia acústica de banda $L_W$,
y el recuadro del $L_{WA}$ recoge el $L_W$ total y el método de determinación
(el resultado en sala reverberante no tiene incertidumbre expandida $U$).
`verbose=True` añade la corrección por ruido de fondo $K_1$ y, para el método
directo, el área de absorción equivalente $A$ y la corrección de contorno de
Waterhouse $C_w$; la tira de base indica el modelo de corrección (Ec. 20 o
Ec. 21), las correcciones meteorológicas aplicadas $C_1$/$C_2$ y la velocidad
del sonido, y cita la ponderación A del Anexo F.
```python
from phonometry import ReportMetadata, emission
freqs = np.array([125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000], float)
# Niveles de presión acústica medios en la sala en bandas de octava
# en una sala reverberante cualificada de V = 200 m3, S = 240 m2, con un
# tiempo de reverberación uniforme T60 = 2,0 s.
lp = np.array([80.0, 83.0, 85.0, 84.0, 80.0, 75.0, 68.0])
res = emission.sound_power_reverberation(
lp, 2.0, volume=200.0, surface_area=240.0, frequencies=freqs,
temperature=20.0, static_pressure=101.325,
)
res.report(
"sound_power_reverberation.pdf",
metadata=ReportMetadata(
client="Planta de fabricación de ejemplo",
specimen="Grupo hidráulico (de suelo)",
test_room="Sala reverberante cualificada, V = 200 m3, T60 = 2,0 s",
instrumentation="Sonómetro clase 1 (IEC 61672-1), n/s 0042",
laboratory="Ejemplo de referencia de phonometry",
report_id="EXAMPLE-3741",
requirement=96.0,
),
language="es",
) # LWA = 94,3 dB(A) re 1 pW -> límite declarado 96 dB(A): CUMPLE
```
La ficha de ejemplo se regenera con `make reports` y se mantiene renderizada en
el repositorio; haz clic en la vista previa para abrir el PDF.
## 7. Declarar la emisión sonora (ISO 4871)
Un nivel de potencia acústica medido todavía no es una *declaración*. La norma
ISO 4871:1996 rige la declaración de emisión sonora que un fabricante imprime en
la documentación técnica: qué magnitudes se declaran, en qué forma y cómo se
verifica un valor declarado. La magnitud preferida es el nivel de potencia
acústica ponderado A `L_WA`, acompañado opcionalmente del nivel de presión
acústica de emisión ponderado A `L_pA` en un puesto de trabajo.
Una declaración adopta una de dos formas alternativas (cláusula 4):
- la forma de **doble número** (cláusula 3.16): el valor medido `L_WA` y su
incertidumbre `K_WA` indicados juntos pero por separado; y
- la forma de **número único** (cláusula 3.15): el valor declarado derivado
`L_WAd = L_WA + K_WA`, un límite superior que es improbable que las mediciones
repetidas superen al nivel de confianza indicado.
`K_WA` combina la incertidumbre de medición (reproducibilidad) y, para un lote,
la dispersión de producción; para una sola máquina `K = 1,645 sigma_R`
(anexo A.2.2). Un
[`NoiseEmissionDeclaration`](/phonometry/es/reference/api/power/sound-power/)
contiene una o varias declaraciones por modo de funcionamiento y genera la
ficha ISO 4871 mediante `.report()`. La vía más rápida es `declare()`
directamente a partir de una potencia acústica medida:
```python
from phonometry import ReportMetadata
# ... un LWA medido según ISO 3744 ...
result = ph.sound_power_pressure(levels, "hemisphere", radius=1.0,
frequencies=freqs)
declaration = result.declare(
uncertainty=2.0, # K_WA en dB (por defecto la U expandida)
machine="Type 990, Model 11-TC",
operating_conditions="50 Hz, 230 V, carga nominal",
basic_standards="ISO 3744",
verification_level=result.sound_power_level_a, # L_1 para la cláusula 6.2
)
declaration.report(
"iso4871.pdf",
metadata=ReportMetadata(measurement_standard="ISO 3744"),
language="es",
) # -> L_WAd = L_WA + K_WA, verificado cuando L_1 <= L_WAd
```
O se construye la declaración directamente, reproduciendo el ejemplo del anexo B
de ISO 4871 (dos modos de funcionamiento, `L_WA = 88` y `95` dB con `K_WA = 2`
dB, que dan los valores declarados `L_WAd = 90` y `97` dB):
```python
mode1 = ph.OperatingModeDeclaration(
"Operating mode 1", sound_power_level=88.0, sound_power_uncertainty=2.0,
emission_pressure_level=78.0, emission_pressure_uncertainty=2.0,
verification_level=89.0, # cumple: 89 <= 90
)
mode2 = ph.OperatingModeDeclaration(
"Operating mode 2", sound_power_level=95.0, sound_power_uncertainty=2.0,
emission_pressure_level=86.0, emission_pressure_uncertainty=2.0,
verification_level=98.0, # no cumple: 98 > 97
)
ph.NoiseEmissionDeclaration(
(mode1, mode2), machine="Type 990, Model 11-TC",
basic_standards=("ISO 3744", "ISO 11202"), form="dual-number",
).report("iso4871.pdf", language="es")
```
La ficha de ejemplo se regenera con `make reports` y se conserva renderizada en
el repositorio; pulse la vista previa para abrir el PDF.
## Qué cubre esta guía
**Cubierto.** Las cinco vías hasta `LW`: la presión sonora en superficie
envolvente de ISO 3744/3746 (áreas de superficie, K1/K2, las posiciones de
micrófono del Anexo B y las correcciones de ponderación A por banda del
Anexo E); los métodos directo y de comparación de sala reverberante de
ISO 3741 (Fórmulas 20/21, las correcciones de Waterhouse y meteorológicas
C1/C2, los criterios de calificación de la Tabla 1); el barrido de
intensidad de ISO 9614-2 (potencias parciales, los indicadores de campo FpI
y F+/- y el marcado de no aplicable del apartado 9.2 para bandas con
P < 0); el método de precisión en cámara anecoica/hemianecoica de ISO 3745
(las mallas fijas de los Anexos D/E, la corrección de fondo por posición K1i
y C1/C2/C3); el barrido de intensidad de precisión de ISO 9614-3 (sus
propios indicadores de campo y los criterios de calificación de grado 1); y
la declaración de ISO 4871 (las formas de número doble y de número único,
`L_WAd = L_WA + K_WA` y la verificación del apartado 6.2).
**No cubierto.** Ninguno de los métodos implementa el propio ensayo de
calificación de la sala o el recinto: la calificación de la sala
reverberante de ISO 3741 (Anexo C/D, recuento de frecuencias propias o
comparación con una fuente de referencia) y la calificación de campo libre
del recinto anecoico o hemianecoico de ISO 3745 se dan por supuestas, no se
ejecutan; la biblioteca solo avisa de los criterios orientativos que
ISO 3741 declara explícitamente (el volumen mínimo de la Tabla 1 y el suelo
de tiempo de reverberación V/S). La ISO 9614-1, el método de intensidad de
puntos fijos discretos, no es una de las cinco vías de aquí: solo se
reutilizan sus indicadores de campo, y la determinación de potencia por
puntos discretos en sí pertenece a la
[guía de intensidad acústica](/phonometry/es/guides/intensity/). La
corrección meteorológica C3 de ISO 3745 necesita un coeficiente de
absorción del aire que aporta quien llama (`air_absorption_coefficient=`);
este módulo no lo calcula a partir de ISO 9613-1.
## Véase también
- [Intensidad acústica (p-p)](/phonometry/es/guides/intensity/): la sonda de dos
micrófonos, su sesgo por diferencias finitas y los indicadores de campo de
ISO 9614-1 que sustentan el método de barrido.
- [Acústica de salas](/phonometry/es/guides/room-acoustics/): el tiempo
de reverberación y el área de absorción acústica equivalente (ISO 354) que
alimentan `K2` y el área de absorción de ISO 3741.
- [Predicción del aislamiento acústico (EN 12354)](/phonometry/es/guides/insulation-prediction/): los
índices de aislamiento a ruido aéreo y a impactos y las predicciones de emisión
de EN 12354 que consumen una `LW` de fuente.
- [Niveles](/phonometry/es/guides/levels/): el promediado en energía y la ponderación A
que sustentan `LWA`.
- [Teoría](/phonometry/es/reference/theory/environment-transport/): las derivaciones de Waterhouse, K1/K2 y
C1/C2.
- Referencia de la API: [`emission.sound_power`](/phonometry/es/reference/api/power/sound-power/), [`emission.sound_power_reverberation`](/phonometry/es/reference/api/power/sound-power-reverberation/) y [`emission.sound_power_intensity`](/phonometry/es/reference/api/power/sound-power-intensity/).
## Respuestas rápidas
### ¿Cuál es la diferencia entre potencia acústica y presión acústica?
La presión acústica depende de dónde te sitúes y de la sala; la potencia
acústica no. El nivel de potencia acústica `LW` es la energía acústica total
por segundo que radia una fuente, referida a `P0 = 1 pW`, y es el descriptor
de emisión independiente del dispositivo que figura en una ficha técnica o
se contrasta con un límite de emisión de ruido; lo determinan ISO 3744,
ISO 3741, ISO 9614-2, ISO 3745 e ISO 9614-3.
### ¿Qué significan los grados de precisión en la medición de potencia acústica?
El grado es una afirmación sobre la reproducibilidad: `σR0` es la desviación
típica que verías si laboratorios distintos midieran la misma fuente, cada
uno siguiendo la norma correctamente. Los valores ponderados A típicos son
`σR0 ≈ 0,5 dB` para el grado 1 (ISO 3741), `1,5 dB` para el grado 2
(ISO 3744, ISO 9614-2) y `3 dB` o más para el grado 3. Un `LWA` de grado 2
lleva `U ≈ 3 dB`, así que dos resultados de grado 2 separados 2 dB son
estadísticamente indistinguibles.
### ¿Cómo mido la potencia acústica cuando el ruido de fondo no se puede apagar?
Usa el barrido de intensidad: ISO 9614-2 (grado 2 o 3) o ISO 9614-3
(grado 1, precisión). Como la intensidad acústica es el flujo neto de
energía a través de la superficie de medición, se tolera ruido extraño
estacionario incluso unos 10 dB por encima de la fuente, mientras que el
método de presión de ISO 3744 necesita el fondo al menos 6 dB por debajo de
la fuente. Los indicadores de campo por banda deciden después el grado
realmente alcanzado.