Medida y clasificación de la absorción sonora

Normas aplicables: ISO 354 ISO 11654 ISO 12999Referencias: Cox y D'Antonio 2017

De todos los números que produce un laboratorio de materiales, el coeficiente de absorción acústica es el que más lejos viaja: sale de la cámara reverberante en una hoja de características, entra en una estimación de Sabine, en un presupuesto de absorción EN 12354-6 o en el pliego de un concurso, y rara vez vuelve a cuestionarse. Esta guía cubre toda la vida de laboratorio de ese número. La medición es ISO 354: una probeta de 10 m² a 12 m² sobre el suelo de una cámara reverberante, dos tiempos de decaimiento, y la fórmula de Sabine ejecutada hacia atrás para obtener el coeficiente de incidencia aleatoria $α_{s}$ por banda de tercio de octava. La valoración es ISO 11654: el espectro condensado en el coeficiente ponderado $α_{w}$ con su clase por letra de la A a la E, el número único que citan las hojas de datos de los absorbentes. Y como un coeficiente sin su incertidumbre es solo medio resultado, ISO 12999-2 aporta la incertidumbre de medida de ambos. La contraparte a incidencia normal medida sobre muestras pequeñas vive en la guía del tubo de impedancia; la sección final, después de la incertidumbre, explica cuándo cada uno de los dos es la herramienta adecuada y por qué los dos números no coinciden.

1. Medición en cámara reverberante (ISO 354)

Planta de una cámara reverberante ISO 354 con paredes no paralelas: la probeta rectangular de 10,8 metros cuadrados sobre el suelo, con sus bordes deliberadamente no paralelos a los bordes de la sala y una separación de 0,75 metros acotada hasta el paramento más cercano, tres posiciones de micrófono y dos posiciones de altavoz con sus reglas de separación, paneles difusores suspendidos cerca del techo, un recuadro que muestra la sala vacía dando T1 y A1 sobre la sala con la probeta dando T2 y A2, y una franja que compara en sección los montajes de tipo A y de tipo E-400

La medición en cámara reverberante propiamente dicha es measure_sound_absorption. Toma el tiempo de reverberación en tercios de octava de la sala vacía ( $T_{1}$ ) y de la sala con la probeta instalada ( $T_{2}$ ), el volumen de la sala $V$ y el área de la probeta $S$ , y devuelve un SoundAbsorptionMeasurement inmutable. Las áreas de absorción acústica equivalente salen de la ecuación de Sabine (ISO 354:2003 Ecs. (5) y (7)), y el coeficiente, de su diferencia (Ecs. (8)/(9)):

A = \frac{55 , 3 V}{c T} - 4 V m, α_{s} = \frac{A _{2} - A _{1}}{S}, c = 331 + 0, 6 t,

con $c$ la velocidad del sonido construida a partir de la temperatura del aire de la sala $t$ en °C (Ec. (6), válida de 15 a 30 °C) y $m$ el coeficiente de atenuación en potencia del aire en 1/m. El coeficiente puede superar 1,0 por efectos de borde y difracción (apartado 3.7 NOTA 2) y nunca se recorta; la sección final explica por qué.

El término de atenuación del aire $m$ , y por qué el 0 por defecto no es un atajo. $α_{s}$ es una diferencia de dos áreas de absorción, así que una misma $m$ entra igual en $A_{1}$ y en $A_{2}$ y el término $- 4 V m$ se cancela de forma exacta: measure_sound_absorption propaga una única $m$ a las dos, y por eso el valor por defecto $m = 0$ no cambia nada mientras los dos decaimientos se hayan medido con el mismo clima. Solo sobrevive la diferencia $m_{2} - m_{1}$ , que es la razón por la que el apartado 6.3.2 pide medir $T_{1}$ y $T_{2}$ a temperatura y humedad relativa casi iguales, dentro de $30 % \leq HR \leq 90 %$ y con $t \geq 15$ °C durante todo el ensayo. El término en sí es cualquier cosa menos pequeño: para la sala de 200 m³ del ejemplo de abajo a 21,4 °C y 54 % de HR, la atenuación de ISO 9613-1 hace que $4 V m$ valga unos 0,9 m² a 1 kHz, 4,9 m² a 4 kHz y 7,2 m² a 5 kHz, frente a un área de absorción de la sala vacía de unos 7,7 m² en esa banda superior. Unas pocas unidades de humedad de deriva entre las dos tandas mueven por tanto $α_{s}$ más que la mayor parte del efecto que se está midiendo. Cuando el clima sí ha derivado, baja a absorption_coefficient y aporta un valor distinto por medición como m1/m2 (con temperature1/temperature2); measure_sound_absorption supone un único clima. La $m$ por banda sale de una atenuación $α$ de ISO 9613-1 en dB/m (environment.air_attenuation(freqs, temperature=21.4, relative_humidity=54.0, pressure=101.325)) convertida con materials.attenuation_from_alpha(alpha), que es la propia $m = α / (10 l g e)$ de ISO 354.

La ISO 354 es una caracterización: produce el espectro de $α_{s}$ , no un número único. El coeficiente ponderado $α_{w}$ es una magnitud de la ISO 11654; pasa el $α_{s}$ medido a weighted_absorption_from_third_octave (sección 3) para obtenerlo.

import numpy as np
from phonometry import materials

freqs = np.array([100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,
                  1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000], float)
t_empty = np.array([9.0, 9.0, 8.8, 8.6, 8.4, 8.2, 8.0, 7.8, 7.5, 7.2,
                    6.9, 6.6, 6.2, 5.8, 5.4, 5.0, 4.6, 4.2])
t_specimen = np.array([8.4, 8.2, 7.7, 7.2, 6.5, 5.7, 4.9, 4.2, 3.6, 3.15,
                       2.85, 2.65, 2.55, 2.5, 2.55, 2.6, 2.7, 2.85])

meas = materials.measure_sound_absorption(
    freqs, t_empty, t_specimen, volume=200.0, area=10.8, temperature=20.0
)
print(meas.alpha_s[7])   # alpha_s a 500 Hz: 0.328...
meas.plot()              # alpha_s frente a la frecuencia en tercios de octava

Absorción acústica en cámara reverberante ISO 354: el espectro de alpha_s de una probeta de absorbente poroso en las bandas de tercio de octava de 100 Hz a 5000 Hz, subiendo desde casi cero a baja frecuencia hasta un máximo ancho en torno a 0,69 cerca de 1600 Hz y suavizándose por encima

La inversión de Sabine de los dos tiempos de caída: la probeta porosa apenas cambia las caídas largas de baja frecuencia ( $α_{s} \to 0$ ), muerde más donde su espesor se acerca a un cuarto de longitud de onda y se suaviza a alta frecuencia, la firma típica de un absorbente poroso delgado (Cox y D’Antonio 3.ª ed., cap. 5).

Mostrar el código de esta figura

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from phonometry import materials

freqs = np.array([100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,
                  1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000], float)
t_empty = np.array([9.0, 9.0, 8.8, 8.6, 8.4, 8.2, 8.0, 7.8, 7.5, 7.2,
                    6.9, 6.6, 6.2, 5.8, 5.4, 5.0, 4.6, 4.2])
t_specimen = np.array([8.4, 8.2, 7.7, 7.2, 6.5, 5.7, 4.9, 4.2, 3.6, 3.15,
                       2.85, 2.65, 2.55, 2.5, 2.55, 2.6, 2.7, 2.85])
meas = materials.measure_sound_absorption(
    freqs, t_empty, t_specimen, volume=200.0, area=10.8, temperature=20.0
)

# Una línea: el espectro de alpha_s sobre el eje de bandas de tercio de octava.
meas.plot(language="es")
plt.show()

# A mano, desde los campos del resultado:
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(np.arange(freqs.size), meas.alpha_s, "o-")
ax.set_xticks(np.arange(freqs.size))
ax.set_xticklabels([f"{f:g}" if f < 1000 else f"{f/1000:g}k" for f in freqs],
                   rotation=45)
ax.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax.set_ylabel("Coeficiente de absorción acústica alpha_s")
plt.show()

1.1 Cómo se miden en realidad $T_{1}$ y $T_{2}$ (apartado 7)

Los dos tiempos de reverberación son medidas de decaimiento corrientes (la maquinaria es la que se describe en acústica de salas), pero la ISO 354 restringe la geometría y el promediado mucho más de lo que lo hace un ensayo general de sala, porque todo el resultado es la diferencia de dos números que a baja frecuencia son casi iguales.

Dónde van los transductores (apartado 7.1). Tanto los micrófonos como la fuente sonora son omnidireccionales. Las posiciones de micrófono están separadas al menos 1,5 m entre sí, 2 m de cualquier fuente sonora y 1 m de cualquier paramento de la sala y de la probeta; las posiciones de fuente están separadas al menos 3 m. Las curvas de decaimiento medidas en posiciones de micrófono distintas no deben combinarse de ninguna manera: son decaimientos separados, promediados solo como tiempos de reverberación.

Cuántos decaimientos (apartado 7.1.4). Al menos doce curvas de decaimiento espacialmente independientes: el número de posiciones de micrófono por el número de posiciones de fuente debe llegar a 12, con un mínimo de tres posiciones de micrófono y dos de fuente. Se pueden excitar varias fuentes a la vez si sus potencias radiadas coinciden dentro de 3 dB en todas las bandas de tercio de octava, y eso permite bajar a seis curvas.

Cómo se excita la sala (apartado 7.2 o 7.3). Se admiten dos métodos. El método de ruido interrumpido alimenta un altavoz con ruido de espectro continuo, de banda ancha o de banda limitada: con ruido de banda ancha y un analizador en tiempo real, los niveles de presión acústica resultantes deben diferir en menos de 6 dB entre bandas de tercio de octava adyacentes, y el ruido de banda limitada debe tener al menos un tercio de octava de ancho. La excitación debe durar lo suficiente para alcanzar el régimen permanente (al menos la mitad del tiempo de reverberación esperado) y arrancar lo bastante alto como para que el fondo del rango de evaluación siga despejando el ruido de fondo en 10 dB. Como un único decaimiento interrumpido es una muestra estadística, promediar en una misma posición de micrófono y fuente es obligatorio: al menos tres decaimientos, y al menos diez si la repetibilidad ha de igualar la del otro método. El método de la respuesta al impulso integrada (un barrido o una secuencia de longitud máxima deconvolucionada en la respuesta al impulso) es determinista y no necesita ningún promediado, y por eso es el método preferible cuando la instrumentación lo permite.

Cómo se lee cada decaimiento (apartado 7.4.1). Por banda: arrancar 5 dB por debajo del nivel inicial, evaluar sobre un rango de 20 dB y mantener el extremo inferior de ese rango al menos 10 dB por encima del ruido de fondo global; es decir, un $T_{20}$ extrapolado a 60 dB. $T_{1}$ y $T_{2}$ son entonces la media aritmética sobre todas las medidas de esa banda, con al menos dos decimales (apartado 8.1.1).

Y luego, otra vez. Toda la retícula se repite con la probeta instalada y sin cambiar nada más: mismas posiciones, misma excitación, mismo clima. Cualquier diferencia entre las dos tandas que no sea la probeta acaba dentro de $A_{2} - A_{1}$ y se declara como absorción.

1.2 La probeta y su montaje (apartado 6.2 y Anexo B)

Geometría (apartado 6.2.1). La superficie de ensayo está entre 10 m² y 12 m²; por encima de un volumen de sala de 200 m³ el límite superior se multiplica por $(V /200)^{2/3}$ , y una probeta poco absorbente debería usar el límite superior. La probeta es rectangular, con una relación anchura-longitud entre 0,7 y 1, colocada de modo que ninguna parte quede a menos de 1 m de un paramento de la sala y nunca a menos de 0,75 m, y con sus bordes preferiblemente no paralelos al borde de sala más cercano: las dos reglas existen para mantener la probeta fuera de los máximos de presión de los paramentos. Una probeta pesada puede, en su lugar, apoyarse verticalmente contra una pared descansando sobre el suelo, y entonces la separación de 0,75 m no se aplica.

El montaje es parte del resultado. El Anexo B es normativo y define el catálogo de montajes que cita una hoja de características:

Tipo	Qué es
A	Probeta apoyada o fijada directamente contra un paramento de la sala, normalmente el suelo de la cámara reverberante, sin cámara de aire
B	Pegada a una placa de yeso con pelladas de adhesivo y calzos de 3 mm en las cuatro esquinas, de modo que se conserva una cámara de aire delgada
E-xxx	Montada sobre una cámara de aire estanca en un bastidor de al menos 20 kg/m²; el sufijo es la distancia en milímetros desde la cara expuesta de la probeta hasta el paramento de la sala que tiene detrás; se ensaya a E-200, E-300 o E-400
G-xxx	Colgada paralela a un paramento de la sala (cortinas, colgaduras, estores); el sufijo es de nuevo la distancia de la cara al paramento; se ensaya a G-100, y las demás separaciones en múltiplos de 50 mm
I	Materiales proyectados o aplicados con llana, aplicados sobre un soporte y ensayados después como un tipo A con marco
J	Absorbentes unitarios (almohadillas y bafles) en dos o tres filas paralelas sobre 10 m² a 15 m² de suelo, rodeados de una barrera no absorbente

El sufijo es una profundidad de cámara, y la profundidad de cámara mueve la respuesta más que la mayoría de las elecciones de material. Predecir la misma manta de 50 mm ( $σ = 20$ kPa·s/m²) con los modelos multicapa da $α_{w} = 0, 70 (H)$ , clase C, tendida como tipo A, y $α_{w} = 0, 90$ , clase A, sobre un montaje tipo E-400: dos clases para un mismo producto, porque los 350 mm de aire que quedan detrás llevan la capa al máximo de velocidad de partícula a 250 Hz (donde el coeficiente predicho pasa de 0,37 a 0,86). Un $α_{s}$ o un $α_{w}$ citados sin su montaje no son, por tanto, una propiedad del material, sino un resultado de instalación, y por eso el campo mounting de la ficha de abajo no es decoración.

El borde perimetral (Anexo B.2). Los bordes de la probeta deben sellarse o cubrirse para que no absorban, salvo que el producto se instale normalmente con los bordes vistos, en cuyo caso quedan abiertos y el área de los bordes se suma a $S$ . En cualquier caso, el tratamiento va al informe. Cuando se usa un marco reflectante, debe ser macizo y no hueco, sin cámara de aire entre marco, probeta y paramento de la sala, de al menos 1,0 mm de acero o 12,5 mm de placa de yeso o de madera, bien tope a tope y sellado, y con su cara expuesta enrasada con la cara de la probeta. Hay una consecuencia fácil de pasar por alto: el apartado 6.2.1.3 exige que la medición de la sala vacía se haga sin el marco ni los laterales de la probeta (con la excepción de la barrera de un montaje tipo J), o la absorción del propio marco nunca se cancela en $A_{2} - A_{1}$ .

1.3 ¿Es la sala apta para medir? (apartado 6.1 y Anexo A)

Tres comprobaciones deciden si una sala puede usarse siquiera, y esta biblioteca no realiza ninguna: measure_sound_absorption solo emite un AbsorptionWarning de aviso sobre el volumen y el área de la probeta.

Volumen y forma (apartados 6.1.1 y 6.1.2). $V \geq 150$ m³, y para una sala nueva se recomienda encarecidamente al menos 200 m³; por encima de unos 500 m³ las bandas de alta frecuencia pierden exactitud porque la absorción del aire domina el decaimiento. La forma debe cumplir $l_{max} < 1, 9 V^{1/3}$ , con $l_{max}$ la línea recta más larga dentro de la sala (la diagonal mayor de una sala rectangular), y dos dimensiones cualesquiera de la sala no deben guardar una relación de números enteros pequeños: las dos condiciones reparten los modos de baja frecuencia.
Absorción de la sala vacía (apartado 6.1.4). $A_{1}$ no debe superar el techo de la Tabla 1, que es de 6,5 m² de 100 Hz a 800 Hz para una sala de 200 m³ y sube pasando por 7,0 m² a 1 kHz hasta 14,0 m² a 5 kHz; para otro volumen, toda la tabla se escala por $(V /200)^{2/3}$ . La curva $A_{1} (f)$ debe además ser suave, sin ningún valle ni pico que difiera más del 15 % de la media de las dos bandas de tercio de octava adyacentes. Es la única comprobación que dice si la sala es de por sí acústicamente lo bastante silenciosa como para ver siquiera una probeta: una sala con fugas, revestida o abarrotada gasta en sí misma su presupuesto de absorción.
Difusividad (Anexo A). Los difusores son láminas de baja absorción, de unos 5 kg/m², de 0,8 m² a 3 m² por cara cada una, ligeramente curvadas, orientadas al azar y repartidas por la sala; la alternativa son las palas rotatorias, cuya frecuencia de giro no debe guardar una relación de números enteros pequeños con la frecuencia de repetición de los decaimientos. El procedimiento de cualificación de A.2 es empírico: montar una probeta porosa homogénea de 5 cm a 10 cm de espesor cuya absorción supere 0,9 entre 500 Hz y 4000 Hz, medirla sin difusores, después con unos 5 m² de difusores y después en escalones sucesivos de 5 m², y representar el coeficiente medio entre 500 Hz y 5000 Hz frente al área de difusores. La curva sube y luego se aplana; el óptimo está donde deja de subir. En una sala rectangular eso suele caer entre el 15 % y el 25 % de la superficie total de la sala (contando las dos caras de cada difusor).

Qué debe llevar el informe (apartado 9). La ficha de abajo contiene la descripción de la probeta, $S$ , el montaje, $V$ , $c$ , la temperatura y la humedad y las tablas de $T_{1}$ / $T_{2}$ y $A_{1}$ / $A_{2}$ (con verbose=True), es decir, los puntos (c), (e) en parte, (f) y (g). Cuatro puntos del apartado 9 no tienen campo en ReportMetadata y debe añadirlos el laboratorio: la forma de la sala y su superficie total $S_{t}$ , el número y el tamaño de los difusores, el número de posiciones de micrófono y de fuente, y el tratamiento dado a los bordes de la probeta. Los resultados se declaran con $A_{T}$ redondeado a 0,1 m² y $α_{s}$ a 0,01 (apartado 8.3).

Informe ISO 354 (`.report()`)

SoundAbsorptionMeasurement.report(path) genera una ficha PDF de una página con el formato de un informe de ensayo de absorción acreditado en cámara reverberante (ISO 354:2003): la línea de base normativa, una cabecera de metadatos, la tabla de $α_{s}$ en tercios de octava junto a la curva de $α_{s}$ (el propio .plot() del resultado), un titular de caracterización en caja y un pie con el descargo fijo. La ISO 354 no tiene veredicto de cumplimiento ni número único, así que la ficha no incluye ninguno. Con verbose=True la tabla añade los tiempos de reverberación $T_{1}$ / $T_{2}$ y las áreas de absorción equivalente $A_{1}$ / $A_{2}$ .

Usa el mismo contenedor ReportMetadata y el mismo motor que las demás fichas. El área de la probeta $S$ , el volumen de la sala $V$ , la velocidad del sonido $c$ , la temperatura y la humedad se toman del resultado de la medición (guiaron la inversión de Sabine); los campos descriptivos de ReportMetadata que aplican aquí son client, manufacturer, specimen, mounting, test_room, test_date, pressure, measurement_standard, laboratory, operator, report_id y notes. El campo requirement se ignora (la ISO 354 no tiene veredicto). La generación necesita reportlab y, para la figura que incrusta la ficha, matplotlib (pip install "phonometry[report,plot]"); solo se admite engine="reportlab". La ficha se genera en inglés por defecto; pasa language="es" para una ficha en español (cadenas fijas traducidas y coma decimal).

from phonometry import materials, ReportMetadata

meas = materials.measure_sound_absorption(
    freqs, t_empty, t_specimen, volume=200.0, area=10.8,
    temperature=20.0, humidity=54.0,
)
meas.report(
    "alpha_s_fiche.pdf",
    metadata=ReportMetadata(
        specimen="Absorbente poroso de 50 mm sobre cámara de aire de 100 mm",
        mounting="Tipo A (contra pared rígida)",
        measurement_standard="ISO 354",
        test_room="Sala reverberante R1",
        laboratory="Laboratorio de referencia Phonometry",
    ),
)                                  # alpha_s en tercios de octava, 100 Hz a 5000 Hz

Informe de ejemplo de absorción ISO 354 (PDF) — Ficha de absorción en cámara reverberante (SoundAbsorptionMeasurement.report), el espectro de alpha_s.

2. La misma inversión sobre arrays a secas: `absorption_area` y `absorption_coefficient`

La sección 1 devuelve un SoundAbsorptionMeasurement completo: lleva los metadatos de la sala y de la probeta, se representa a sí mismo y genera la ficha ISO 354. Cuando lo único que se quiere es la aritmética (dentro de un bucle, de un ajuste, de una importación de hoja de cálculo, o cuando la magnitud de interés es el área de absorción equivalente de la propia sala y no un coeficiente de probeta), las mismas Ecs. (5) a (9) están expuestas como dos funciones de array a secas. El área de absorción equivalente $A$ es además lo que gobierna $R^{'}$ , $L_{n}^{'}$ , la corrección ambiental $K_{2}$ de ISO 3744 y el término de absorción de ISO 3741, y absorption_area es el punto de entrada que usan esos cálculos.

import numpy as np
from phonometry import materials

# Tiempos de reverberación en tercios de octava de una sala de 200 m^3, vacía (T1)
# y con una muestra absorbente de 10.8 m^2 instalada (T2).
t1 = np.array([5.0, 4.0, 3.0])
t2 = np.array([3.0, 2.5, 2.0])

a_empty = materials.absorption_area(t1, volume=200.0, temperature=20.0)
print(np.round(a_empty, 2))                    # [ 6.45  8.06 10.75] m^2

alpha = materials.absorption_coefficient(t1, t2, volume=200.0, sample_area=10.8,
                               temperature1=20.0)
print(np.round(alpha, 3))                      # [0.398 0.448 0.498]

$T_{1}$ y $T_{2}$ son exactamente los tiempos de reverberación que devuelve room_parameters, así que una medición de decaimiento ISO 3382-2 de la sala vacía y tratada fluye directamente a absorption_coefficient.

El objeto de resultado de la sección 1 conserva todos los intermedios de esa inversión (t_empty, t_specimen, absorption_area_empty y absorption_area_with_specimen), y merece la pena mirarlos, porque enseñan dónde el método es fuerte y dónde se está quedando sin señal:

Dos paneles apilados sobre el eje de tercios de octava de 100 Hz a 5 kHz. El panel superior traza el tiempo de reverberación de la sala vacía T1 y el tiempo con la probeta T2, que casi coinciden a 100 Hz y se separan mucho por encima de 500 Hz. El panel inferior traza las áreas de absorción equivalente A1 y A2 con la diferencia A2 menos A1 rellena entre ambas, y un eje a la derecha que lee el alpha_s resultante

Toda la inversión de ISO 354 del ejemplo de la sección 1, dibujada: los dos tiempos de decaimiento (arriba) y las dos áreas de Sabine a las que invierten (abajo), con la diferencia rellena $A_{2} - A_{1}$ dividida por $S = 10, 8$ m² dando el $α_{s}$ del eje derecho. A 100 Hz los dos decaimientos difieren en 0,6 s de 9 s y la banda rellena apenas se ve, que es exactamente la razón de que la incertidumbre de la sección 4 sea ahí la peor. Para 1,6 kHz la probeta ha reducido el decaimiento a menos de la mitad y la diferencia es inconfundible.

Mostrar el código de esta figura

import matplotlib.pyplot as plt

# `meas` es el SoundAbsorptionMeasurement de la sección 1; toda magnitud que
# dibuja la figura es un campo suyo.
fig, (ax_t, ax_a) = plt.subplots(2, 1, sharex=True, figsize=(10, 7))
band = np.arange(freqs.size)
ax_t.plot(band, meas.t_empty, "o-", label="T1 (sala vacía)")
ax_t.plot(band, meas.t_specimen, "s-", label="T2 (probeta instalada)")
ax_t.set_ylabel("Tiempo de reverberación [s]")
ax_t.legend()

a1 = meas.absorption_area_empty
a2 = meas.absorption_area_with_specimen
ax_a.plot(band, a1, "o-", label="A1 (sala vacía)")
ax_a.plot(band, a2, "s-", label="A2 (con probeta)")
ax_a.fill_between(band, a1, a2, alpha=0.25, label="A2 - A1")
ax_a.set_ylabel("Área de absorción equivalente [m$^2$]")
ax_a.set_xticks(band)
ax_a.set_xticklabels([f"{f:g}" if f < 1000 else f"{f/1000:g}k" for f in freqs],
                     rotation=45)
ax_a.set_xlabel("Frecuencia [Hz]")
ax_a.legend()
plt.show()

print(np.round((a2 - a1) / 10.8 - meas.alpha_s, 12).max())   # 0.0: el mismo alpha_s

Cada uno de esos dos números se lee de un decaimiento, y el clip de abajo enseña cómo se lee uno: la respuesta al impulso al cuadrado se integra hacia atrás desde la cola, emerge la curva de Schroeder y las regresiones T20 y T30 se ajustan a un tramo recto de ella. Esa es la operación que hay detrás de $T_{1}$ , y otra vez detrás de $T_{2}$ : el clip enseña una única sala, no el par, así que responde a «de dónde sale una $T$ » y no a «qué cuesta restar dos de ellas». La segunda pregunta es la que gobierna esta medición, y la sección 4 le pone número: como $α_{s}$ es una diferencia de dos inversos de tiempos de decaimiento, su incertidumbre es peor justo donde los dos decaimientos más se parecen, en el extremo de baja frecuencia.

Descargar la animación (WebM)

Un volumen de sala por debajo del mínimo de 150 m³ o un área de muestra fuera de 10–12 m² genera un AbsorptionWarning de aviso; el resultado se devuelve igualmente.

Parámetros de `absorption_area()` / `absorption_coefficient()`

Parámetro	Tipo	Unidades	Rango / valor por defecto	Notas
`t60` / `t1`, `t2`	array 1D	s	> 0	Tiempo(s) de reverberación; `t1` vacía, `t2` con la muestra
`volume`	float	m³	> 0	Volumen de la sala $V$ (aviso por debajo de 150 m³)
`sample_area`	float	m²	> 0	Área $S$ que cubre la muestra (solo coeficiente)
`temperature` / `temperature1`, `temperature2`	float	°C	por defecto `20.0`, 15–30	Fija $c$ vía Ec. (6); `temperature2` por defecto es `temperature1`
`speed_of_sound` (`…1`, `…2`)	float, opcional	m/s	> 0	Sobrescribe la $c$ derivada de la temperatura
`m` (`m1`, `m2`)	float o array 1D	1/m	≥ 0, por defecto `0`	Coeficiente de atenuación en potencia del aire

absorption_area() devuelve el área de absorción acústica equivalente $A$ (m²) con la forma de t60; absorption_coefficient() devuelve $α_{s}$ ; attenuation_from_alpha(alpha) convierte un $α$ de ISO 9613-1 (dB/m) a $m$ .

3. Valoración ponderada y clase de absorción (ISO 11654)

La medición de la sección 1 entrega el espectro de $α_{s}$ en bandas de tercio de octava. ISO 11654:1997 convierte ese espectro en una valoración de número único comparable entre productos.

Flujo de valoración ISO 11654: el alpha_s medido pasa a alpha_p práctico por banda de octava, la curva de referencia se desplaza hasta el mejor ajuste, alpha_w se lee a 500 Hz con indicadores de forma, dando la clase de absorción A a E

Coeficiente de absorción práctico (apartado 4.1). Los datos de tercio de octava se agrupan primero en bandas de octava, cada una la media aritmética de sus tres tercios:

α_{p, i} = \frac{1}{3} (α_{i 1} + α_{i 2} + α_{i 3}),

evaluado al segundo decimal y luego redondeado en pasos de $0, 05$ (la NOTA del apartado 4.1 fija el redondeo, p. ej. $0, 92 \to 0, 90$ ); las medias redondeadas por encima de $1, 00$ se fijan en $1, 00$ . Las cinco bandas de valoración son 250, 500, 1000, 2000 y 4000 Hz.

Absorción ponderada (apartado 4.2). Una curva de referencia fija ${250 : 0, 80, 500 : 1, 00, 1000 : 1, 00, 2000 : 1, 00, 4000 : 0, 90}$ se desplaza hacia abajo, hacia el $α_{p}$ medido, en pasos de $0, 05$ hasta que la suma de las desviaciones desfavorables (tomadas solo donde la medida queda por debajo de la curva desplazada, con magnitud $(curva - medida)$ ) no supera $0, 10$ . El coeficiente ponderado $α_{w}$ es el valor de la curva desplazada leído a 500 Hz.

Indicadores de forma (apartado 4.3). Cuando un coeficiente práctico supera la curva desplazada en $0, 25$ o más, se añade un indicador de forma: L a 250 Hz, M a 500 o 1000 Hz, H a 2000 o 4000 Hz (p. ej. 0.60(M)).

Clase de absorción (Tabla B.1). Por último, $α_{w}$ se asigna a una clase: A (0,90–1,00), B (0,80–0,85), C (0,60–0,75), D (0,30–0,55), E (0,15–0,25) o «no clasificado» (0,00–0,10). Como $α_{w}$ es siempre un múltiplo de $0, 05$ , estos rangos particionan la rejilla de forma exacta.

Lo que la valoración no puede decir. La ISO 11654 acota su alcance en el apartado 1.2, y los cuatro límites que enuncia ahí son exactamente los casos con los que se topa quien ejerce. La curva de referencia arranca en la octava de 250 Hz, así que todo lo que la probeta hace entre 100 Hz y 200 Hz queda fuera de la valoración por construcción, y la norma dice que la valoración «no es apropiada por debajo de esta frecuencia»; un tratamiento de graves y un panel de medias frecuencias pueden compartir $α_{w}$ y diferir en medio coeficiente a 125 Hz. La valoración tampoco es «aplicable a menos que las aplicaciones cubran todo el rango de frecuencias de la curva de referencia»: si solo importa una parte del rango, la norma devuelve al lector al espectro, y señala los indicadores de forma como la pista de que un $α_{w}$ modesto con una (L) puede ser el mejor producto para un problema de baja frecuencia. Está acotada a aplicaciones rutinarias (oficinas normales, pasillos, aulas, hospitales) y se declara inapropiada para los «entornos cualificados que requieren un diseño acústico cuidadoso por parte de un especialista», donde solo sirve el espectro completo. Y «a menudo no es adecuada para aplicarla a elementos individuales, como sillas, bafles, etc.» (cuya absorción es un área equivalente por objeto y no un coeficiente) «ni es aplicable a barreras de carretera ni a pavimentos de carretera», que tienen EN 1793-1 e ISO 13472 propias. Por eso la ficha imprime siempre el espectro completo junto al número único.

El ejemplo resuelto del Anexo A.2: la curva de referencia se desplaza hacia abajo 0,40 hasta que las desviaciones desfavorables suman 0,05 ( $\leq 0, 10$ ), dando $α_{w} = 0, 60$ ; el pico de 500 Hz sobrepasa la curva desplazada en $\geq 0, 25$ , añadiendo el indicador M, de modo que la valoración es $0, 60 (M)$ , clase C.

Mostrar el código de esta figura

import matplotlib.pyplot as plt
from phonometry import materials

# Coeficientes prácticos del Anexo A.2 de ISO 11654 a 250/500/1000/2000/4000 Hz
result = materials.weighted_absorption([0.35, 1.00, 0.65, 0.60, 0.55])
result.plot(language="es")   # curva práctica frente a la referencia desplazada
plt.show()

from phonometry import materials

# Coeficientes prácticos del Anexo A.2 de ISO 11654 a 250/500/1000/2000/4000 Hz
alpha_p = [0.35, 1.00, 0.65, 0.60, 0.55]

result = materials.weighted_absorption(alpha_p)
print(result.rating_label)          # 0.60(M)
print(result.alpha_w)               # 0.6
print(result.absorption_class)      # C
print(round(result.unfavourable_sum, 2))  # 0.05
result.plot()   # la figura de arriba: curva práctica frente a la referencia desplazada

# Un alpha_w a secas también se asigna directamente a su clase (Tabla B.1)
print(materials.absorption_class(0.85))       # B

weighted_absorption acepta los cinco valores de $α_{p}$ por banda de octava (como una secuencia o un mapeo {frecuencia: valor}); pasa antes los quince valores de $α_{s}$ de tercio de octava a practical_absorption_coefficient si partes de datos brutos de ISO 354. Para conservar los $α_{s}$ de tercio de octava en el resultado (de modo que la ficha pueda imprimir la tabla completa que lleva todo certificado ISO 354 acreditado), valora en un solo paso con weighted_absorption_from_third_octave(alpha_s), que forma $α_{p}$ , lo valora y retiene el $α_{s}$ de entrada y sus frecuencias centrales (third_octave_alpha_s, third_octave_bands). El resultado lleva la curva de referencia desplazada y las desviaciones por banda, y su .plot() genera la figura de arriba.

from phonometry import materials

# Quince alpha_s de tercio de octava (200 Hz a 5000 Hz), como los da un informe ISO 354
alpha_s = [0.30, 0.35, 0.40, 1.00, 1.00, 1.00, 0.62, 0.66, 0.67,
           0.58, 0.60, 0.62, 0.53, 0.55, 0.57]
result = materials.weighted_absorption_from_third_octave(alpha_s)
print(result.rating_label)          # 0.60(M)
print(result.third_octave_alpha_s)  # el alpha_s de entrada, retenido para la ficha

¿Es ese un buen número? La absorción sigue al espesor frente a la longitud de onda, así que cada vez que se quiere bajar una octava la frecuencia útil hay que doblar el espesor o la profundidad de cámara, y la escalera es corta. Predecir un material de la clase de la lana mineral ( $σ = 20$ kPa·s/m²) pegado contra una pared con los modelos multicapa da un coeficiente de incidencia aleatoria a 500 Hz de unos 0,32 para una manta de 25 mm, 0,68 para 50 mm y 0,89 para 100 mm; a 250 Hz esos mismos tres dan 0,14, 0,37 y 0,74. Separar la capa de 50 mm de la pared sobre una cámara de 100 mm sube su valor a 250 Hz de 0,37 a 0,68: la cámara compra aproximadamente la octava que habría comprado doblar el material. Una superficie dura pintada o sellada se queda en unas pocas centésimas en todo el rango. La lectura práctica: la clase A es casi siempre una construcción gruesa o separada de la pared, y no una superficie ingeniosa; y una probeta delgada que declara un $α_{s}$ de medias frecuencias por encima de 1,1, o una cola creciente en baja frecuencia, está enseñando un efecto de borde o una fuga de montaje, no un buen material. Los valores medidos según ISO 354 corren además por encima de estos predichos, en torno a 0,1 a 0,2 en las bandas medias, por la razón de muestra finita que expone la sección final.

Informe de ISO 11654 (`.report()`)

AbsorptionRatingResult.report(path) renderiza una ficha PDF de una página con el formato de un informe de ensayo de absorción acreditado (una medición en cámara reverberante según ISO 354, valorada según ISO 11654): la línea de base normativa, un bloque opcional de metadatos de cabecera, la tabla de $α_{p}$ por banda de octava junto a la curva práctica frente a la referencia desplazada (el propio .plot() del resultado), el número único $α_{w}$ en caja con su clase de absorción y el desplazamiento aplicado, una fila opcional de veredicto y un pie con el descargo fijo. Cuando la valoración se construyó con weighted_absorption_from_third_octave, la tabla de la izquierda pasa a ser la tabla completa de $α_{s}$ de tercio de octava de ISO 354 con el $α_{p}$ de octava en las filas correspondientes, tal como la imprimen los certificados acreditados. Usa el mismo contenedor ReportMetadata y el mismo motor de renderizado que la ficha de aislamiento de ISO 717; pasar metadata=None produce una ficha ligera de predicción, y un requirement aportado se lee como el $α_{w}$ mínimo para el veredicto CUMPLE/NO CUMPLE. Con verbose=True la tabla cambia a las columnas de evaluación de ISO 11654 (coeficiente práctico, referencia desplazada, desviación desfavorable). El renderizado necesita reportlab y, para la figura que incrusta la ficha, matplotlib (pip install "phonometry[report,plot]"); solo se admite engine="reportlab". La ficha se genera en inglés por defecto; pasa language="es" para una ficha en español (cadenas fijas traducidas y coma como separador decimal), p. ej. result.report("alpha_w_fiche_es.pdf", language="es").

from phonometry import materials, ReportMetadata

# Valora desde los quince alpha_s de tercio de octava para que la ficha imprima la
# tabla completa de ISO 354; materials.weighted_absorption([...]) también sirve desde alpha_p.
alpha_s = [0.30, 0.35, 0.40, 1.00, 1.00, 1.00, 0.62, 0.66, 0.67,
           0.58, 0.60, 0.62, 0.53, 0.55, 0.57]
result = materials.weighted_absorption_from_third_octave(alpha_s)
result.report(
    "ficha_alpha_w.pdf",
    metadata=ReportMetadata(
        specimen="Absorbente poroso de 50 mm sobre cámara de aire de 100 mm",
        area=10.8, mounting="Tipo A (contra pared rígida)",
        measurement_standard="ISO 354",
        temperature=21.4, relative_humidity=54.0,
        laboratory="Laboratorio de referencia Phonometry",
        requirement=0.55,          # añade la fila de veredicto CUMPLE/NO CUMPLE
    ),
)                                  # alpha_w (forma) + clase de absorción

La ficha de ejemplo se regenera con make reports y se conserva renderizada en el repositorio; pulsa la vista previa para abrir el PDF.

Informe de ejemplo de absorción ISO 11654 (PDF) — Ficha de absorción ponderada (AbsorptionRatingResult.report), alpha_w con su clase.

4. Incertidumbre de medida de la absorción (ISO 12999-2)

Un coeficiente de absorción valorado significa poco sin su incertidumbre. La ISO 12999-2:2020 da la incertidumbre típica $u$ de las magnitudes que produce una medida en cámara reverberante (ISO 354) y sus valoraciones (ISO 11654, EN 1793-1), estimada a partir de ensayos interlaboratorio según ISO 5725. Es la compañera, en absorción acústica, de la incertidumbre de aislamiento de la ISO 12999-1 (Medición del aislamiento en campo (ISO 16283)).

Bandas de tercio de octava (apartado 5). Para el coeficiente de absorción, la desviación típica de reproducibilidad es $σ_{R} = m_{R} α_{s} + n_{R}$ (fórmula (1)), y para el área de absorción equivalente $σ_{R} = m_{R} A_{T} + n_{R} S$ con $S = 10 m^{2}$ (fórmula (2)), donde $m_{R}$ y $n_{R}$ son las constantes de regresión dependientes de la frecuencia de la Tabla 1 (63–5000 Hz), que nada tienen que ver con el coeficiente de atenuación en potencia del aire $m$ de la sección 1: comparten la letra que usan las normas, no su significado. El valor de repetibilidad es $σ_{r} = 0, 6 σ_{R}$ (fórmula (3)). Conviene fijarse en que el término $n_{R}$ de la fórmula (2) va multiplicado por un área de referencia fija de 10 m² y no por el área de la propia probeta, de modo que el $A_{T}$ de una probeta pequeña es proporcionalmente mucho menos cierto que el de una grande, que es una razón más por la que ISO 354 sujeta la superficie de ensayo entre 10 m² y 12 m².

Coeficiente práctico (apartado 6). Para el coeficiente práctico de ISO 11654, $σ_{R} = m_{R} α_{p} + n_{R}$ en bandas de octava con las constantes de la Tabla 2 (250–4000 Hz); de nuevo $σ_{r} = 0, 6 σ_{R}$ . La Tabla 2 cubre solo esas cinco octavas, así que la octava de 125 Hz no tiene incertidumbre tabulada y practical_coefficient_uncertainty la rechaza en lugar de devolver un hueco.

Números únicos (apartado 7). El coeficiente ponderado $α_{w}$ tiene una incertidumbre típica constante ( $σ_{R} = 0, 035$ , $σ_{r} = 0, 020$ ); la valoración de número único $D L_{α, NRD}$ de EN 1793-1 escala con el valor ( $σ_{R} = 0, 10 D L_{α}$ , $σ_{r} = 0, 02 D L_{α}$ ).

Declaración (apartado 8). La incertidumbre expandida es $U = k u$ (fórmula (10)) con el factor de cobertura $k$ de la Tabla 3 ( $k = 2, 0$ al 95 %, gaussiano; para otra confianza, léela de esa misma tabla con absorption_coverage_factor, que devuelve 2,6 al 99 %). El $U$ declarado se redondea a dos decimales para los coeficientes de absorción y a un decimal para el área equivalente y $D L_{α, NRD}$ .

Incertidumbre del coeficiente de absorción acústica ISO 12999-2: el espectro medido de alpha_s en bandas de tercio de octava de 63 Hz a 5000 Hz con una banda sombreada de más-menos U con factor de cobertura k = 2, reproduciendo el ejemplo resuelto de la Tabla 4 de la norma

El ejemplo resuelto de la Tabla 4: el espectro de $α_{s}$ medido con su franja de $\pm U$ a $k = 2$ (95 %), donde $σ_{R} = m_{R} α_{s} + n_{R}$ toma $m_{R}$ y $n_{R}$ de la Tabla 1. La franja es una U poco profunda: $\pm 0, 33$ en la banda de 63 Hz, se estrecha hasta $\pm 0, 08$ de 250 Hz a 2 kHz y se vuelve a abrir hasta $\pm 0, 16$ a 5 kHz. El ancho lo fija casi por completo la banda y no el absorbente: el extremo bajo es el campo modal de la sala, y el extremo alto, la absorción del aire por la que hay que corregir los dos decaimientos. El $U$ representado es el declarado, redondeado a dos decimales como exige el apartado 8.

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import matplotlib.pyplot as plt
from phonometry import materials

# Ejemplo resuelto de la Tabla 4 de ISO 12999-2: alpha_s por tercio de octava.
freqs = [63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500,
         630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000]
alpha_s = [0.33, 0.35, 0.39, 0.38, 0.37, 0.36, 0.36, 0.36, 0.43, 0.49,
           0.58, 0.63, 0.68, 0.71, 0.73, 0.75, 0.77, 0.79, 0.81, 0.81]
result = materials.sound_absorption_coefficient_uncertainty(alpha_s, freqs, confidence=0.95)
result.plot(language="es")   # alpha_s con la banda +/-U (k = 2) de reproducibilidad
plt.show()

from phonometry import materials

# Incertidumbre de reproducibilidad de alpha_s a 1000 Hz (Tabla 1: m=0,040, n=0,015).
r = materials.sound_absorption_coefficient_uncertainty([0.68], [1000], confidence=0.95)
print(round(float(r.standard_uncertainty[0]), 4))            # 0.0422 (sigma_R)
print(float(r.reported_expanded_uncertainty[0]))             # 0.08  (U, k=2)
r.plot()   # la figura de arriba: alpha_s con su banda +/-U (k = 2)

# Misma banda y mismo valor, pero repitiendo en el propio banco en lugar de en
# otro laboratorio: sigma_r = 0,6 sigma_R (fórmula (3)).
rr = materials.sound_absorption_coefficient_uncertainty(
    [0.68], [1000], condition="repeatability"
)
print(round(float(rr.standard_uncertainty[0]), 5))           # 0.02532 = 0.6 x 0.0422

# Las otras dos magnitudes que produce esta página, fórmula (2) y apartado 6.
at = materials.equivalent_area_uncertainty([12.4], [1000], confidence=0.95)
print(float(at.reported_expanded_uncertainty[0]))            # 1.3 m^2 sobre A_T = 12.4 m^2
ap = materials.practical_coefficient_uncertainty(
    [0.35, 1.00, 0.65, 0.60, 0.55], [250, 500, 1000, 2000, 4000]
)
print(list(ap.reported_expanded_uncertainty))                # [0.07, 0.08, 0.08, 0.08, 0.1]

# Valoraciones de número único (ejemplos resueltos del apartado 7).
print(float(materials.weighted_coefficient_uncertainty(0.70).reported_expanded_uncertainty[0]))  # 0.07
print(float(materials.single_number_rating_uncertainty(8.1).reported_expanded_uncertainty[0]))   # 1.6

Qué significan esos números. Una incertidumbre expandida de 0,08 sobre un $α_{s}$ de tercio de octava es una afirmación sobre dos laboratorios: midiendo el mismo producto, ambos correctamente, pueden declarar legítimamente 0,64 y 0,72, de modo que una especificación escrita con dos decimales no es contrastable, y un valor de hoja de características que falle frente a tu propia medida por menos que la $U$ combinada es acuerdo, no discrepancia. Dentro de un mismo laboratorio se aplica en su lugar la cifra de repetibilidad, 0,6 del valor de reproducibilidad, una dispersión un 40 % más estrecha, así que una repetición en tu propio banco que caiga fuera de la banda estrecha señala a la probeta, al montaje o a la sala, no al método. Los números únicos son peores de lo que parecen: $U (α_{w}) = 0, 07$ supera el paso de 0,05 con el que se cita $α_{w}$ , de modo que un producto medido en 0,85 (clase B) no se distingue de otro en 0,90 (clase A) con un solo ensayo. Un concurso que se juegue a una letra de clase es un concurso decidido por el ruido de la medida; pide en su lugar el espectro y la incertidumbre, y cita $U$ junto a $α_{w}$ en la ficha.

¿Tubo o cámara reverberante?

El tubo y la cámara reverberante entregan ambos un número llamado «coeficiente de absorción», y los dos se confunden de forma rutinaria. Son magnitudes físicas distintas, medidas bajo campos sonoros distintos, y no coinciden, a veces ni de lejos.

El tubo mide un coeficiente a incidencia normal: una onda plana, un ángulo, una probeta de unos centímetros y un factor de reflexión complejo que conserva módulo y fase. ISO 354 mide el coeficiente de incidencia aleatoria $α_{s}$ : un campo difuso que golpea una muestra de 10 a 12 m² desde todas las direcciones a la vez, recuperado del cambio del tiempo de caída de la cámara mediante la fórmula de Sabine, un promedio de energía sin fase alguna. Como el campo difuso encuentra más caminos hacia el interior del absorbente que la única onda a incidencia normal (las ondas oblicuas recorren más camino dentro de la capa), $α_{s}$ suele salir más alto. Para una superficie de reacción local ambos se conectan mediante el promedio angular de Paris, que define el coeficiente de absorción estadístico

α_{st} = \int_{0}^{π /2} α (θ) sin 2 θ d θ,

una integral que pondera sobre todo los ángulos oblicuos. Necesita el $α (θ)$ dependiente del ángulo, no el propio coeficiente a incidencia normal; pero para una superficie de reacción local el $α (θ)$ se deduce solo de la impedancia superficial normalizada, así que la integral tiene forma cerrada y un resultado de tubo se convierte en una línea: materials.statistical_absorption(result.normalized_impedance), documentada con los modelos multicapa. Lo que eso no puede hacer es cubrir una capa de reacción volumétrica, donde el comportamiento oblicuo depende de la refracción dentro del material y la integral hay que evaluarla ángulo a ángulo a partir de un modelo: diffuse_field_absorption, en la misma página.

Merece la pena ver el tamaño de la brecha, porque «suele salir más alto» no es una afirmación útil de diseño:

Coeficiente de absorción de una capa porosa de 50 mm con respaldo rígido frente a la frecuencia de 125 Hz a 4 kHz: el promedio de Paris a incidencia aleatoria queda por encima de la curva a incidencia normal, y las dos convergen a medida que la capa se hace gruesa frente a la longitud de onda

Lo que lee el tubo y lo que lee la cámara, para la misma capa porosa de 50 mm con respaldo rígido ( $σ = 20$ kPa·s/m², Miki): el tubo mide $α (0°)$ , la curva discontinua, mientras que la cámara mide el promedio de Paris sobre todos los ángulos, la continua. La brecha es más ancha donde la capa es delgada frente a la longitud de onda, justo la región de baja frecuencia en la que un número a incidencia normal sustituido en un presupuesto de Sabine o de EN 12354-6 subestimaría la absorción instalada, y se cierra a medida que la capa se hace eléctricamente gruesa. Es una comparación de modelos sobre una capa infinita, así que es una cota inferior de la diferencia real: una probeta finita según ISO 354 le suma encima el efecto de borde.

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import matplotlib.pyplot as plt

# Una capa porosa de 50 mm sobre respaldo rígido, predicha de las dos maneras.
f = np.geomspace(125.0, 4000.0, 200)
layers = [materials.PorousLayer(0.05, materials.miki(f, 20000.0))]
normal = materials.layered_absorber(f, layers)
diffuse = materials.diffuse_field_absorption(f, layers)
ax = diffuse.plot(language="es")
ax.plot(f, normal.absorption, ls="--", label="Incidencia normal")
ax.legend()
plt.show()

Por qué los valores de ISO 354 superan 1. Un cociente de energía absorbida sobre incidente no puede superar la unidad y, sin embargo, los informes de cámara reverberante con $α_{s} = 1, 05$ a $1, 20$ para absorbentes porosos gruesos son rutinarios y correctos según el método. La fórmula de Sabine convierte el cambio del tiempo de caída en un área de absorción equivalente $A$ , y $α_{s} = A / S$ divide por el área geométrica de la muestra $S$ . La difracción en los bordes de la muestra permite a la probeta drenar energía de un campo sonoro más ancho que su huella (el efecto de borde), de modo que el área equivalente puede superar la geométrica. Esos valores no son errores, pero tampoco son portables: dependen del tamaño y del perímetro de la muestra, que es exactamente la razón por la que ISO 354 fija ambos. La valoración de ISO 11654 simplemente trunca: los coeficientes prácticos por encima de $1, 00$ se fijan en $1, 00$ (sección 3). Las entradas de predicción no reciben ese recorte silencioso en esta biblioteca: cada estimador del tiempo de reverberación aplica su propio dominio matemático, de modo que Sabine y Eyring aceptan los valores de ISO 354 iguales o superiores a uno tal cual (Eyring siempre que la absorción media quede por debajo de uno), mientras que Millington-Sette los rechaza (su logaritmo por superficie diverge en uno) y cualquier ajuste por debajo de uno queda en manos de quien llama. El presupuesto de área de absorción equivalente de EN 12354-6 también acepta los coeficientes tal cual se suministran.

Cuál usar. Responden a preguntas distintas. El valor de cámara reverberante es el que alimenta la predicción en campo difuso: las estimaciones de reverberación de Sabine, las áreas de absorción equivalentes de EN 12354-6 y la valoración $α_{w}$ con su clase, todas las cuales esperan incidencia aleatoria sobre una muestra finita y montada (los tipos de montaje del Anexo B de ISO 354 existen porque el montaje es parte del resultado). El valor de tubo es la herramienta de laboratorio y desarrollo: necesita solo unos centímetros cuadrados de material, resuelve módulo y fase, y su impedancia superficial fija los parámetros de los modelos de material poroso de la tradición de Allard y Atalla, con la resistividad al flujo como primera entrada; el modelo ajustado predice después la capa a cualquier ángulo, espesor o respaldo. Lo que el número del tubo no es, es un sustituto directo de $α_{s}$ : alimentar coeficientes a incidencia normal en un presupuesto de Sabine o de EN 12354-6 subestima sistemáticamente la absorción instalada.

Qué cubre esta guía

Cubierto
La inversión de Sabine de ISO 354:2003 (Ecs. (5)-(9)) en measure_sound_absorption, y la conversión (apartados 4/8.1) de una pareja $T_{1}$ / $T_{2}$ ya medida en absorption_area y absorption_coefficient (con attenuation_from_alpha para el término del aire). La valoración ponderada de absorción de ISO 11654:1997: el coeficiente práctico del apartado 4.1, el desplazamiento de la curva de referencia del apartado 4.2, los indicadores de forma del apartado 4.3 y la clase de absorción de la Tabla B.1, construidos por weighted_absorption y weighted_absorption_from_third_octave. Las fórmulas de incertidumbre de medida de ISO 12999-2:2020 (apartados 5-8), una función por magnitud: sound_absorption_coefficient_uncertainty (fórmula (1)), equivalent_area_uncertainty (fórmula (2)), practical_coefficient_uncertainty (apartado 6), weighted_coefficient_uncertainty y single_number_rating_uncertainty (apartado 7), cada una admitiendo condition="reproducibility" o "repeatability" para la fórmula (3), con el factor de cobertura de la Tabla 3 en absorption_coverage_factor.
No cubierto
Nada de esta página consume una impedancia superficial medida: la conversión de un resultado de tubo al coeficiente estadístico $α_{st}$ vive con los modelos de predicción (statistical_absorption para una superficie de reacción local, diffuse_field_absorption para una de reacción volumétrica), y ninguno de los dos sustituye a una medición según ISO 354, porque ninguno reproduce el efecto de borde. Los requisitos de sala y de probeta del apartado 6 y del Anexo A se describen en las secciones 1.2 y 1.3, pero no se comprueban: nada de aquí verifica la regla de forma, el techo de la Tabla 1 sobre $A_{1}$ , la cualificación de difusividad ni el número de posiciones de micrófono y de fuente, y absorption_area / absorption_coefficient solo convierten una pareja $T_{1}$ / $T_{2}$ ya medida y emiten un aviso cuando el volumen de la sala o el área de la probeta salen de los límites del apartado 6. Tampoco entra en el alcance la propia medida del decaimiento: los métodos de ruido interrumpido y de respuesta al impulso integrada del apartado 7 pertenecen a la acústica de salas. La fórmula de incertidumbre de ISO 12999-2 para la valoración de número único de EN 1793-1 $D L_{α, NRD}$ está implementada, pero el propio método de medida in situ de EN 1793-1 (dispositivos reductores de ruido de tráfico rodado) no lo está.

Véase también

Tubo de impedancia: la absorción, la impedancia superficial y la pérdida por transmisión a incidencia normal de muestras pequeñas, y por qué su coeficiente difiere de $α_{s}$ .
Resistencia al flujo de aire: la resistividad al flujo de ISO 9053 que ancla los modelos de material poroso detrás de la mayoría de los absorbentes.
Absorbentes porosos y multicapa: predecir la absorción de una construcción antes de construirla.
Acústica de salas: las medidas de decaimiento ISO 3382 que aportan los tiempos de reverberación $T_{1}$ y $T_{2}$ .
Predicción del tiempo de reverberación: los estimadores de Sabine, Eyring y Millington-Sette que consumen $α_{s}$ .
Área de absorción equivalente de recintos amueblados: el presupuesto de absorción EN 12354-6 que alimentan estos coeficientes.
Medición del aislamiento en campo (ISO 16283): la norma de incertidumbre hermana del aislamiento acústico, ISO 12999-1.
Referencia de la API: materials.absorbers.sound_absorption, materials.absorbers.rating y materials.absorbers.uncertainty.
Teoría: Caracterización de materiales acústicos: la diferencia de decaimiento de ISO 354, la valoración ISO 11654 y de dónde salen los coeficientes prácticos.

Referencias

Cox, T. J. y D'Antonio, P. (2017). Acoustic absorbers and diffusers: Theory, design and application (3.ª ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781315369211La medida de absorbentes en la práctica: el método de cámara, los montajes y la discusión del efecto de borde que sustenta la sección de tubo o cámara reverberante. ISBN 978-1-4987-4099-9.
International Organization for Standardization. (1997). Acoustics — Sound absorbers for use in buildings — Rating of sound absorption (ISO 11654:1997). La valoración ponderada de absorción acústica de la sección 3: el coeficiente práctico, la curva de referencia desplazada, los indicadores de forma y la clase de absorción, validada frente al ejemplo resuelto del propio Anexo A de la norma.
International Organization for Standardization. (2003). Acoustics — Measurement of sound absorption in a reverberation room (ISO 354:2003). El método de cámara reverberante de la sección 1 que produce los espectros de alpha_s valorados por ISO 11654, incluidos los montajes de probeta del Anexo B.
International Organization for Standardization. (2020). Acoustics — Determination and application of measurement uncertainties in building acoustics — Part 2: Sound absorption (ISO 12999-2:2020). La incertidumbre de medida de la absorción acústica de la sección 4, validada frente a los ejemplos resueltos de la propia norma (Tablas 4/5).

Creado y mantenido por José Manuel Requena Plens ORCID Todos los proyectos

Medida y clasificación de la absorción sonora

1. Medición en cámara reverberante (ISO 354)

1.1 Cómo se miden en realidad T1​ y T2​ (apartado 7)

1.2 La probeta y su montaje (apartado 6.2 y Anexo B)

1.3 ¿Es la sala apta para medir? (apartado 6.1 y Anexo A)

Informe ISO 354 (.report())

2. La misma inversión sobre arrays a secas: absorption_area y absorption_coefficient

Parámetros de absorption_area() / absorption_coefficient()

3. Valoración ponderada y clase de absorción (ISO 11654)

Informe de ISO 11654 (.report())

4. Incertidumbre de medida de la absorción (ISO 12999-2)

¿Tubo o cámara reverberante?

Qué cubre esta guía

Véase también

Referencias

1.1 Cómo se miden en realidad $T_{1}$ y $T_{2}$ (apartado 7)

Informe ISO 354 (`.report()`)

2. La misma inversión sobre arrays a secas: `absorption_area` y `absorption_coefficient`

Parámetros de `absorption_area()` / `absorption_coefficient()`

Informe de ISO 11654 (`.report()`)