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Guías

Todas las guías de este sitio siguen la misma estructura: la norma que implementan, las magnitudes que esa norma define, las hipótesis que supone la implementación y, después, el código ejecutable y la figura que dibuja. Aquí no hay ninguna panorámica del campo: cada página es la documentación de trabajo de un módulo, escrita para que un resultado se pueda defender apartado por apartado en lugar de darlo por bueno.

Esta página es el mapa. Ciento seis guías repartidas en diez temas, y cada área tiene su propio índice con el relato largo de cómo encajan sus piezas. Si llegas sin una pregunta concreta, lee primero la introducción: recorre una señal por toda la cadena de proceso y da el vocabulario que el resto de guías da por supuesto. Si ya sabes qué magnitud necesitas, el glosario recoge cada símbolo con su unidad, la norma que lo define y la guía que lo implementa.

Dos avisos antes de la lista. Las firmas de las funciones están en la referencia de la API, que se genera a partir de los docstrings y no se repite aquí. Las deducciones, las decisiones de diseño y la evidencia numérica están en Referencia: las páginas de teoría explican por qué la fórmula es esa, y el informe de conformidad pone el valor esperado de la propia norma junto al calculado.

Un tercer apunte, para quien llegue con una medición que hacer y no con un número que calcular. Cuando un método necesita un montaje físico, su guía lleva un diagrama de montaje de ingeniería con la geometría que prescribe la norma: posiciones de fuente y micrófono, separaciones, montaje y la probeta o la superficie envolvente. Medición del aislamiento en campo dibuja así el par de recintos de ISO 16283-1, y el Tubo de impedancia dibuja el tubo de ISO 10534-2 con sus dos separaciones de micrófono. Las guías de predicción y de clasificación toman en cambio datos de elemento o de material como entrada y no necesitan instalaciones, que suele ser la forma más rápida de distinguir las dos clases de página. ¿Qué necesitas medir? ordena esas mismas guías por el trabajo en lugar de por el tema.

Bancos de filtros, ponderaciones, niveles, espectros, calibración e incertidumbre. Esta es la cadena que convierte una señal digital en un número conforme con las normas, y todas las demás áreas la consumen: un modelo de sonoridad necesita niveles de banda calibrados, un parámetro de sala necesita una respuesta al impulso filtrada, una valoración ambiental es un ajustado. Implementa IEC 61260-1, ANSI S1.11, IEC 61672-1, ISO 7196, IEC 61252, ISO 1996-1, IEC 60942 y la GUM.

  • Construye un sonómetro: el área entera montada de principio a fin en una sola página ejecutable, del tono del calibrador a los niveles declarados.

Filtrado en octavas

  • Bancos de filtros: la matemática de las bandas de fracción de octava, los parámetros del banco, el ecualizador paramétrico, la descomposición en bandas y el filtrado de fase cero fuera de línea.
  • Galería de arquitecturas de filtro: las cinco arquitecturas de filtro comparadas en los bordes de banda, la galería completa de respuestas y el uso de cada arquitectura, con el crossover Linkwitz-Riley.
  • Verificación de clase de filtros (IEC 61260-1): la máscara de aceptación de la Tabla 1 banda a banda, la clase 0 de la edición retirada de 1995 y la ficha de conformidad.
  • Procesado por bloques: análisis en streaming con estado, que arrastra el estado de los filtros entre búferes, para señales que no caben en memoria.
  • Multicanal y rendimiento: análisis vectorizado de muchos canales a la vez, con el convenio (canales, muestras) y notas de rendimiento.

Niveles y ponderación

  • Ponderación frecuencial (A, C, Z): las curvas de respuesta del oído de IEC 61672-1, el modo de precisión en alta frecuencia y la verificación de clase de la Tabla 3.
  • Ponderaciones especiales (G, B, D, AU): la ponderación G para infrasonido de ISO 7196, las curvas históricas B y D y la AU para sonido audible en presencia de ultrasonidos.
  • Ponderación temporal: las balísticas exponenciales Fast, Slow e Impulse de IEC 61672-1.
  • Niveles integrados y estadísticos: y , los niveles percentiles //, y SEL, y la dosis de ruido.
  • Niveles ambientales (ISO 1996-1/-2): , y los niveles de evaluación compuestos, el ajuste tonal, la corrección de ruido residual y el balance de incertidumbre. Vive en Medio ambiente y transporte, y se repite aquí porque son las definiciones de nivel de arriba agregadas a lo largo de un día.
  • Normativa española de ruido (RD 1367/2007): el nivel corregido con sus correcciones , y , los periodos temporales de evaluación y las fases de ruido, las tablas de valores límite y la comprobación del artículo 25. También vive en Medio ambiente y transporte.

Señales y espectros

  • Análisis espectral calibrado: los estimadores de Welch de potencia y espectro cruzado con sus errores aleatorios, intervalos de confianza chi-cuadrado y suavizado en fracciones de octava.
  • Coherencia múltiple y parcial: la coherencia ordinaria, múltiple y parcial de varias fuentes correlacionadas sobre una respuesta, y qué fuente domina cada banda.
  • Análisis tiempo-frecuencia: el espectrograma STFT calibrado en dB SPL absolutos y la FFT con zoom que resuelve tonos más próximos que un bin práctico de FFT.
  • Cepstrum, ecos y espectro de la envolvente: el análisis de quefrencia, la detección de ecos con el coeficiente de reflexión leído en el pico cepstral, el liftering y el espectro de la envolvente.
  • Promediado síncrono en el tiempo: extracción de una forma de onda periódica de periodo conocido, el filtro peine que la describe y la elección del número de promedios.
  • Frecuencias de fallo de máquinas: las familias cinemáticas de frecuencias de fallo de la maquinaria rotativa (Norton y Karczub, sección 8.4) dibujadas sobre un espectro de envolvente medido: frecuencias BPFO, BPFI, BSF y de jaula de los rodamientos, bandas laterales de engrane, deslizamiento, paso de polos y armónicos de ranura de los motores de inducción, y tonos de paso de pala. Vive en Vibración y ruido estructural, y se repite aquí porque es el espectro de envolvente de arriba puesto a trabajar.
  • Correlación, retardo y envolvente: la correlación con sus errores aleatorios, la estimación de retardo por correlación directa y las ponderaciones GCC, y la envolvente de Hilbert.
  • Señales de prueba y herramientas de muestreo: ráfagas tonales IEC 60268-1 con conmutación exacta, ruido de colores con pendiente exacta, remuestreo con especificación antialias declarada y retardo fraccionario.
  • Medición de sistemas: pares complementarios de Golay, barridos conformados a un espectro de magnitud objetivo arbitrario e inversión con regularización de Kirkeby de una respuesta medida.

Calibración e incertidumbre

  • Calibración y dBFS: calibración SPL física a partir de un tono de calibrador o de una sensibilidad conocida, y el modo digital de escala completa.
  • Conformidad y verificación: qué afirma una clase de prestaciones, los verificadores por etapa, el informe de conformidad, y el alcance de los ensayos de tipo y periódicos.
  • Incertidumbre de medida (GUM y Monte Carlo): la ley de propagación de la incertidumbre y el método de Monte Carlo, con incertidumbre expandida e intervalos de cobertura.
  • Cualificación de datos: los tests de estacionariedad por inversiones de orden y por rachas, y las estadísticas de Rice de cruces por nivel y de picos con el factor de irregularidad.

Sonoridad, calidad sonora, inteligibilidad del habla, audición y exposición. Donde el área del núcleo pregunta cuánto sonido hay, esta pregunta qué hace un oyente con él: cuán fuerte le parece, cuán agudo, rugoso o molesto, cuánto sobrevive de un locutor tras pasar por la sala, y cuánta audición cuesta una vida laboral en ese ruido. Implementa ISO 532-1/-2/-3, ECMA-418-1/-2, ISO 226, DIN 45692, IEC 60268-16, ANSI S3.5, DIN 45681, ISO/PAS 20065, ISO 7029, ISO 389-7, ISO 1999 e ISO 9612.

Psicoacústica

Habla

Audición y exposición

Parámetros de sala, ruido de fondo, aislamiento en campo y laboratorio, y predicción a partir de datos de elementos. Dos preguntas recorren el área: qué hace una sala con el sonido que se produce dentro, y cuánto del sonido que se produce al lado consigue pasar. Implementa ISO 3382-1/-2/-3, ISO 16283-1/-2/-3, ISO 10140, ISO 10848, ISO 15186-1/-2, ISO 16251-1, ISO 717-1/-2, EN 12354-1 a -6, ISO 18233, ISO 12999-1, ISO 10052, ANSI/ASA S12.2 y ASTM E413/E1414.

Acústica de salas

Aislamiento acústico

Diseño del aislamiento

  • Predicción del aislamiento acústico (EN 12354): el aislamiento in situ a ruido aéreo y de impactos entre recintos a partir de datos de elementos, con sus trayectorias por flancos.
  • Predicción detallada por bandas (ISO 12354): la misma predicción banda a banda en vez de como un solo número: datos in situ de elemento y de unión, el índice por flancos y el nivel de impactos, y la contribución de cada trayectoria a R’w y L’n,w.
  • Predicción del aislamiento de paneles: la ley de masas y la caída del aislamiento en la coincidencia, las paredes dobles, rendijas y aberturas, la eficiencia de radiación de placas y las movilidades puntuales.
  • Mejora del aislamiento a impacto de suelos (ISO 16251-1): la mejora ponderada de un revestimiento de suelo blando medida sobre una maqueta pesada pequeña.
  • Predicción del comportamiento de capas elásticas: el modelo de fuerza de la máquina de impactos, la frecuencia de corte de un revestimiento blando, las leyes de mejora del suelo flotante y la magnitud global de un trasdosado según el anexo D de ISO 12354-1.
  • Rigidez dinámica de materiales resilientes (EN 29052-1): la rigidez por unidad de superficie bajo un suelo flotante a partir de la resonancia con placa de carga, con el término del gas encerrado. Vive en Materiales y superficies, y se repite aquí porque es el dato de entrada que piden los modelos de capas de arriba.
  • Potencia acústica estructural de equipos (EN 15657): el método de la placa de recepción y las magnitudes de fuente independientes de la placa: fuerza bloqueada equivalente, velocidad libre y movilidad de la fuente. Listada también en Vibración, junto a las movilidades con las que está construida.
  • Ruido estructural instalado (EN 12354-5): el término de acoplamiento a partir de las movilidades de fuente y receptor, la potencia instalada y el nivel de presión acústica por vía en el recinto receptor. Listada también en Vibración.

Absorción, resistencia al flujo de aire, tubo de impedancia, modelos porosos y de metamaterial, difusores y dispersión. Qué le hace una superficie al sonido que le llega, medido en laboratorio o predicho a partir de los parámetros del material. Implementa ISO 354, ISO 11654, ISO 10534-1/-2, ISO 9053-1/-2, ISO 17497-1/-2, ISO 13472-1/-2, EN 29052-1 e ISO 12999-2.

Absorbentes

  • Medida y clasificación de la absorción sonora: la medición en cámara reverberante ISO 354, la valoración ponderada con su clase y la incertidumbre de medida de ambas.

  • Resistencia al flujo de aire: la determinación estática y alterna de la resistencia y la resistividad al flujo de aire.

  • Tubo de impedancia: la impedancia superficial, la absorción y la pérdida por transmisión a incidencia normal, más el tubo FDTD virtual.

  • Absorbentes porosos y multicapa: los modelos de Delany-Bazley, Miki y Johnson-Champoux-Allard, el modelo multicapa por matriz de transferencia con capas perforadas, microperforadas y de membrana, y la integral de incidencia aleatoria.

  • Metaabsorbentes: la condición de acoplamiento crítico para la absorción perfecta y el panel ranurado de sonido lento cargado con resonadores de Helmholtz, con su cálculo de diseño. Difusores y superficies

  • Difusores y sus coeficientes: el coeficiente de dispersión de incidencia aleatoria, el coeficiente de difusión por autocorrelación y el diseño de Schroeder con su predicción en campo lejano.

  • Metadifusores: difusores de Schroeder en sublongitud de onda profunda a partir de ranuras cargadas con resonadores, sonido lento y secuencias ternarias.

  • Absorción in situ de pavimentos de carretera: la absorción in situ de pavimentos por la técnica de sustracción y el método puntual. Es la única guía del índice superficies medidas in situ, que la barra lateral archiva en este mismo grupo.

Capas elásticas

  • Rigidez dinámica de materiales resilientes (EN 29052-1): la rigidez por unidad de superficie bajo un suelo flotante a partir de la resonancia con placa de carga, con el término del gas encerrado. Listada también en Salas y edificación, junto a la predicción de suelo flotante que la consume.

Movilidad y funciones de respuesta en frecuencia, aisladores, potencia radiada, uniones y vibración en humanos. El área cubre el camino que sigue una máquina al entrar en una estructura y volver a salir como sonido aéreo, y la cuestión aparte de qué le hace la vibración a la persona expuesta. Implementa ISO 7626-1/-2, ISO 10846-1/-2/-3, ISO 9611, ISO/TS 7849-1/-2, EN 15657, EN 12354-5, ISO 2631-1/-2/-4/-5, ISO 5349-1/-2 e ISO 8041-1.

Fuentes de ruido estructural

  • Movilidad mecánica y la familia de FRF (ISO 7626-1): receptancia, movilidad y acelerancia con sus recíprocas, la conversión entre ellas y el resonador de un grado de libertad en forma cerrada.
  • Transmisión de onda de flexión en uniones de placas: los coeficientes de transmisión por el método de ondas para uniones rígidas en X, T, L y en línea, su promedio en campo difuso, y el factor de pérdidas por acoplamiento y el índice de reducción vibratoria.
  • Rigidez dinámica de transferencia (ISO 10846): la rigidez dinámica de transferencia y el factor de pérdidas de un aislador por los métodos directo e indirecto.
  • Potencia acústica a partir de la vibración (ISO/TS 7849): la potencia radiada a partir del nivel de velocidad promediado en la superficie y el factor de radiación, con el límite superior de la Parte 1 y el valor de ingeniería de la Parte 2. Vive en Fuentes y dispositivos, y se repite aquí porque su entrada es una velocidad superficial medida.
  • Potencia acústica estructural de equipos (EN 15657): el método de la placa de recepción y las magnitudes de fuente independientes de la placa, fuerza bloqueada equivalente, velocidad libre y movilidad de la fuente. Vive en Salas y edificación, y se repite aquí porque las magnitudes de fuente son movilidades.
  • Ruido estructural instalado (EN 12354-5): el término de acoplamiento a partir de las movilidades de fuente y receptor, la potencia instalada y el nivel de presión acústica por vía en el recinto receptor. Vive en Salas y edificación, por el mismo motivo.

Vibración en humanos

  • Vibración en humanos: exposición de cuerpo entero y mano-brazo con las ponderaciones de ISO 8041-1, el valor eficaz ponderado y las medidas de dosis, y la exposición diaria .
  • Vibración con choques múltiples (ISO 2631-5): la función de transferencia asiento-columna, la dosis de aceleración y la variable de tensión acumulada que hay detrás de la probabilidad de lesión lumbar.

Maquinaria

  • Frecuencias de fallo de máquinas: las frecuencias características de rodamientos, engranajes y ejes y el análisis de envolvente que las encuentra bajo el ruido de banda ancha de una máquina en marcha. Listada también en Análisis de señal, junto a los estimadores espectrales que utiliza.

Propagación en exteriores, barreras, refracción, fuentes viarias, ferroviarias y de aerogenerador, y la valoración construida sobre ellas. Todo lo de aquí trata de sonido que tiene que recorrer una distancia larga antes de valorarse, así que la atmósfera, el suelo y el propio movimiento de la fuente entran en la respuesta. Implementa ISO 9613-1/-2, ISO 1996-1/-2, ISO/PAS 1996-3, NT ACOU 112, CNOSSOS-EU (Directiva 2002/49/CE, anexo II) e IEC 61400-11.

Hay un límite de alcance que vale la pena decir aquí y no a un clic de distancia. De CNOSSOS-EU, lo implementado es el lado de la fuente del anexo II: la emisión viaria del apartado 2.2 con los coeficientes del apéndice F, y la emisión ferroviaria del apartado 2.3 con el apéndice G, que dan la potencia acústica direccional por metro de línea fuente. El cálculo de propagación del apartado 2.5, con su propia maquinaria de suelo, difracción y condiciones favorables, no está implementado; la atenuación en exteriores pasa aquí por la cadena de ISO 9613-2, que es un modelo distinto y no intercambiable con aquel para la cartografía reglamentaria.

Sonido en exteriores

Fuentes

Evaluación y normativa

  • Prominencia de sonidos impulsivos (NT ACOU 112): la prominencia prevista de cada impulso a partir de su tasa de ataque y su diferencia de nivel, y el ajuste que se suma al .

  • Niveles ambientales (ISO 1996-1/-2): , y los niveles de evaluación compuestos, el ajuste tonal, la corrección de ruido residual y el balance de incertidumbre. Listada también en Análisis de señal, junto a las definiciones de nivel sobre las que se construye.

  • Normativa española de ruido (RD 1367/2007): el nivel corregido con sus correcciones , y , los periodos temporales de evaluación y las fases de ruido, las tablas de valores límite y la comprobación del artículo 25. Listada también en Análisis de señal, por el mismo motivo.

Niveles de certificación, contornos de aeropuerto y el método del hemisferio para helicópteros: el ruido del vuelo medido como lo prescriben los documentos de certificación y de planificación aeroportuaria. Implementa el Anexo 16 de la OACI, IEC 61265, SAE ARP 866B/5534 y ECAC Doc 29/32.

Niveles referidos a 1 micropascal, ruido radiado por buques, hincado de pilotes, ruido ambiente y pérdidas por transmisión. Las magnitudes de referencia no son las del aire, así que esta es la única área en la que un nivel no se puede leer de una a otra sin conversión. Implementa ISO 18405, ISO 17208-1/-2, ISO 18406 y JOMOPANS-ECHO.

  • Acústica submarina: ruido radiado e hincado de pilotes: los niveles de referencia de ISO 18405, el nivel de ruido radiado por buques y el nivel de fuente monopolar equivalente, y la exposición por golpe único y acumulada del hincado de pilotes.
  • Propagación submarina del sonido: la divergencia geométrica más la absorción de volumen, la velocidad del sonido en agua de mar, la ecuación del sonar, las pérdidas por reflexión en el fondo y el espectro de ruido ambiente.
  • Métodos numéricos de propagación submarina: los métodos de modos normales, trazado de rayos y ecuación parabólica de la guía de ondas estratificada, y cómo elegir modelo de propagación.
  • Exposición a ruido de mamíferos marinos: la cara auditiva de ese ruido: los audiogramas de grupo, las funciones de ponderación reglamentarias con su versión de guía, y la exposición de una campaña de hincado frente a los criterios de lesión.

Potencia acústica, intensidad, declaraciones de emisión, electroacústica y sonoridad de programa. Lo que emite una fuente y no lo que recibe un receptor, más la cadena electroacústica que lo reproduce o lo mide. Implementa ISO 3741, ISO 3744/3746, ISO 3745, ISO 9614-1/-2/-3, IEC 61043, ISO 4871, IEC 60268-3/-4/-5, ITU-R BS.1770-5 y EBU R 128.

Potencia acústica e intensidad

Electroacústica

Control de ruido

Esquemas deterministas de diferencias finitas en el dominio del tiempo en 2D, acústico y elástico P-SV, validados frente a oráculos analíticos y no frente a una norma. Es la única área sin documento aplicable, así que su evidencia es la solución en forma cerrada que reproduce.

  • Simulación de ondas FDTD 2D: una malla escalonada de presión y velocidad con fuentes gaussianas, tonales y de señal arbitraria, obstáculos rasterizados, contornos rígidos, de impedancia y absorbentes, y un resultado inmutable con los historiales de sonda y las instantáneas del campo.
  • Ondas elásticas y acoplamiento fluido-sólido: el esquema compañero P-SV sobre la misma malla, con ondas de Rayleigh en superficies libres, conversión de modo, ondas de interfase de Scholte y transmisión de placas sumergidas.