Auralización

Las técnicas de auralización han crecido rápidamente en popularidad. Entre ellas, la auralización de aislamiento acústico se ha convertido en una herramienta indispensable para la evaluación del aislamiento acústico en edificios, especialmente para hacer llegar al cliente final la experiencia que se esconde detrás de todo el enjambre de parámetros acústicos predichos.  Incrementando la interacción entre el usuario y el entorno simulado nos lleva a una evaluación del espacio sonoro mucho más realista. Se consigue una inmersión en el entorno acústico del edificio.

Desde Sound of Numbers nos presentan la implementación del nuevo motor de auralización de SONarchitect ISO. Este motor permite al usuario moverse por la habitación receptora mientras experimenta sonido binaural en tiempo real, mejorado además por nuevas funciones como el seguimiento de movimientos por medio de una unidad inercial incorporada a los auriculares,  la simuación de la interferencia coherente a través de paredes y esquinas, el balance dinámico entre la energía directa y la reverberante, y la interpolación en tiempo real de las Head Related Transfer Functions (HRTF) por medio de audio morphing. Todas estas técnicas nos permiten crear una escena más profunda que contribuye a una mejor evaluación subjetiva del aislamiento acústico, según los estándares de calidad por los que se guía SONarchitect ISO

Las primeras aplicaciones para aislamiento acústico de técnicas de auralización se deben a Lehn, Schmitz and Zier, pero fueron Vorländer y Thaden quienes establecieron las bases de la auralización para aislamiento a ruido aéreo. Basado en el método de cálculo de la ISO 12354 y en la tecnología binaural desarrollaron un algoritmo que hace posible la evaluación subjetiva de la predicción de aislamiento acústico en un ordenador convencional. Más de una década después el algoritmo ha experimentado distintas mejoras, la mayoría de ellas desarrolladas por el Institut für Technische Akustik de la RWTH Aachen University, un centro referente en Realidad Virtual Acústica.

Aplicación

La auralización para aislamiento a ruido aéreo es extremadamente útil. Se sostiene como el perfecto enlace entre los resultados de los modelos de predicción y la percepción humana. Pero, a pesar de eso, su uso en el trabajo diario en ingeniería no está tan extendido como cabría esperar. Puede ser debido al hecho de que el trabajo de ingeniería en construcción está normalmente orientado a alcanzar los requerimientos y no a buscar el mejor confort acústico a bajo coste. Puede ser cuestión de tiempo que esta filosofía de trabajo llegue a los ingenieros, pero puede ser también por la falta de una herramienta apropiada.

El mayor reto viene dado por el hecho de que no sólo se tienen que considerar simplemente las paredes y los suelos, sino también el edificio entero. Es aquí en este contexto, en edificios reales compuestos por habitaciones y recintos de formas arbitrarias,   donde las técnicas de auralización marcarán la diferencia para hacer llegar la calidad del diseño acústico a usuarios, clientes y constructores. Sound of Numbers pone a disposición del ingeniero un motor de auralización en tiempo real dentro del software de cálculo de aislamiento según la norma EN ISO 12354, SONarchitect ISO. Este  nuevo motor hace de SONarchitect una innovadora herramienta para la evaluación interactiva de las predicciones de aislamiento acústico.

¿Cómo funciona?

Con SONarchitect ISO el ingeniero puede calcular todos los aislamientos acústicos según la norma EN ISO 12354 en todo el edificio. No importa la forma o el tamaño del mismo, el usuario puede dibujar cualquier geometría y tantas plantas como quiera  partiendo, por ejemplo, de un archivo DXF que actúe como plantilla. A partir de ahí sólo es necesario asignar las soluciones constructivas y los usos (que pueden ser configurados por el usuario), para que, en cuestión de segundos, SONarchitect calcule el aislamiento acústico entre todos los pares de recintos del edificio. Como se ve en la Figura 1, se ha elegido un par de recintos en los que el recinto emisor (azul) es una habitación rectangular y el recinto receptor (rojo) es un pasillo. Se tienen los valores de aislamiento en tercios de octava y se pueden inspeccionar todas y cada una de las vías de transmisión y el resultado global. Visualizando este se puede activar el modo de Auralización 3D. En este modo el usuario puede navegar por ambos recintos. En el recinto emisor (en azul fuerte) a través de los cascos reproducirá una de las pistas que se haya elegido en el cuadro superior, con el nivel especificado en la barra de volumen.

Mediante los cursores y el ratón el usuario se puede desplazar por todo el entorno. Si está dentro del recinto receptor, experimentará los cambios de sonido según su ubicación.  Dependiendo de la situación dentro del entorno y la orientación de la cabeza del usuario, se percibirán distintos niveles. Estos niveles serán diferentes en cada canal (izquierda o derecha) con lo que se gana en percepción espacial. Además, la intensidad del sonido percibido vendrá dada por el comportamiento en aislamiento acústico de las soluciones constructivas utilizadas tanto en el elemento separador como en las diferentes vías de transmisión, y las componentes frecuenciales del sonido recibido estarán determinadas por la forma en frecuencia del aislamiento acústico de dichas soluciones.  Estamos, en efecto, escuchando el comportamiento del edificio.

En las figuras 4 y 5 se ve como el usuario se puede desplazar por el recinto, pudiendo localizar posibles efectos no deseados en el aislamiento.
Para completar la experiencia, se ha desarrollado un sensor inercial que sigue los movimientos de cabeza del usuario y así la sensación de realidad virtual acústica es mucho mayor. De este modo, utilizando el ratón para desplazarse, el usuario controla los grados de inclinación y azimut por medio del dispositivo que está adherido a los cascos, tal y como se ve en la figura 4.

Figura 3 – Sensor inercial

Figura 4 – Navegando en el recinto receptor 1

Figura 4 – Navegando en el recinto receptor 2

Más información en www.soundofnumbers.net

Modos de trabajo

Una de las máximas que perseguimos en Sound of Numbers es la de optimizar el tiempo de ejecución de un proyecto acústico. Para ello hemos agilizado el método estableciendo fases en el trabajo y definiendo modos para cada una de ellas. Así se opera de una forma más lineal e intuitiva. En esta versión el interfaz permite visualizar las herramientas agrupadas para cada uno de los 6 modos de trabajo y además dispone en la barra de herramientas de los atajos de teclado, de forma que la curva de aprendizaje en su manejo es mucho más pronunciada.

Exporta a Odeon

Como forma de integrar el trabajo con SONarchitect ISO dentro de todo el proceso del estudio acústico en construcción, se ha desarrollado un sistema de exportación del modelo 3D de SONarchitect ISO al software de acústica de salas Odeon (www.odeon.dk). Ahora, cuando en el edificio exista algún recinto de especial interés para su acondicionamiento acústico (auditorio, sala de conferencia, comedor, etc.), este puede ser estudiado en Odeon y así llegar a la optimización del comportamiento acústico del edificio en todas sus expresiones.

Importa y exporta materiales en fichero XML

El catálogo de materiales de SONarchitect es totalmente personalizable. El usuario puede introducir datos de ensayos de materiales que no estén dentro de la base de datos, y además puede utilizar el motor multicapa de SONarchitect para conocer el aislamiento de una solución aislante personalizada. Estos materiales pueden ser compartidos y editados fuera de SONarchitect ya que se ha creado un formato de fichero XML para poder importar de forma masiva y exportar aquellos materiales que quieren ser compartidos.  Existe pues la posibilidad de que los fabricantes creen su propia biblioteca de materiales en este formato XML para que el proyectista pueda utilizarlos en sus proyectos más fácilmente.

Creación de tipos y requerimientos

SONarchitect ISO está el mercado internacional, un ámbito muy exigente que conlleva una constante adaptación. Usuarios de diferentes países necesitaban  requerimientos distintos. Por eso se ha facilitado la personalización de los valores a calcular y sus límites de cumplimiento con total libertad. El usuario puede crear diferentes tipos para cada uno de los recintos con diferentes usos, y así poder definir los parámetros de aislamiento acústico a evaluación y especificar unos límites. Se pueden crear límites para encuentros entre diferentes unidades de uso, la misma unidad de uso, diferentes tipos, diferentes plantas, etc.

Nuevos datos de fabricantes

En las próximas versiones la base de datos de materiales de SONarchitect ISO contará con los catálogos de las asociaciones AFELMA y ATEDY (www.sinruidos.com) y la empresa alemana BSW (www.berleburger.com). Cualquier fabricante interesado en integrar su catálogo dentro de la base de datos de SONarchitect ISO puede hacerlo de forma gratuita poniéndose en contacto con Sound of Numbers.

Conexión a base de datos remota SQL

Puesto que el uso de las redes de trabajo en la empresa está muy extendido, Sound of Numbers apostó por la creación de un enlace a una base de datos remota SQL para su catálogo de materiales. De esta forma, una empresa puede tener un catálogo propio centralizado y así poder trabajar con él de forma concurrente desde diferentes puestos de trabajo.

Mejoras en el cálculo del tiempo de reverberación

Como continuación a la total implementación de la parte 6 de la norma EN ISO 12354, SONarchitect ISO puede realizar el cálculo del tiempo de reverberación para diversas condiciones atmosféricas, añadir la influencia del mobiliario e incluso puede insertar un objeto con un volumen determinado.

Tienen una versión demo disponible para su descarga en la página web http://www.soundofnumbers.net, tanto de SONarchitect ISO como de SONarchitect CTE en la que se puede probar la potencia gráfica y de dibujo del software para el cálculo de aislamientos acústicos en todo el edificio. Además, se han publicado tanto en YouTube (www.youtube.com/SoundOfNumbersSL) como en Vimeo (www.vimeo.com/channels/sonarchitect) una serie de tutoriales para un aprendizaje más rápido.

VIBRACIONES 3D EN FERROCARRIL

SONtech y SONrailway

El servicio SONtech de Sound of Numbers S.L. trata de dar solución a problemas de empresas del sector de la construcción e industria. Las simulaciones acústicas por métodos numéricos proporcionan una versatilidad y capacidad de predicción inmaterial muy favorables para la investigación de nuevos materiales o soluciones constructivas así como acondicionamientos acústicos para casos especiales como fuentes de ruido industrial, locales de actividad ruidosa o molesta, o acondicionamiento acústico muy específico y riguroso.

Utilizando simulaciones mediante Finine Element Method y Diferencias Finitas podemos modelar el medio elástico en el que se propagan las vibraciones originadas por una determinada infraestructura ferroviaria. En las imágenes se pueden ver dos simulaciones de ferrocarriles ante la proximidad de edificios y en espacio libre. Tras dos años de trabajo el equipo de Sound of Numbers ha sido capaz de crear sus propias herramientas de cálculo utilizando FEM y DF. Estas herramientas han sido utilizadas para análisis en 2D de la propagación de las vibraciones en una línea de ferrocarril convencional, como se puede ver en la figura 1, partiendo del modelado del carril (figura 2) llegando incluso a modelar el comportamiento de las vibraciones en el interior de los edificios pertenecientes al área de afección (figura 3):

Figura 1 – Propagación vibraciones

Figura 2 – Modelado carril

Figura 3 – Vibraciones en edificación

Además, también se ha trabajado en el comportamiento de vibraciones originadas en casco urbano por tranvías. En la figura 4 podemos  observar una gráfica de la propagación de las vibraciones sobre el terreno. Asimismo, se han hecho estudios comparativos del efecto de la inserción de mantas elastómeras en la estructura constructiva de la vía, contribuyendo así a la definición de Insertion Loss mediante publicaciones en congresos de acústica. En la figura 5 se pueden ver los niveles de vibración con enchaquetado de carril, y la en la figura 6 se aprecian los valores tras la inclusión de la manta correctamente instalada.

Figura 4 – Propagación tranvía

Figura 5 – Con enchaquetado de carril y sin Manta

Figura 6 – Con enchaquetado de carril y con manta

Fruto de toda esta experiencia, Sound of Numbers ha sido capaz de desarrollar un motor de cálculo de vibraciones en ferrocarril en 3D. Insertando las características de la vía (figura 7), la topografía del entorno (figura 8), podemos llegar a una estimación de la vibración en la superficie de todo un tramo. Con SONrailway (así denominamos el motor de cálculo de vibraciones en 3D) podemos generar un mapa de vibraciones completo en tres dimensiones, con lo que se obtiene una determinación del área de afección mucho más precisa.

Figura 7 – Estructura

Figura 8 – Topografía

Figura 9 – Mapa 3D de vibraciones

Más información

Software para el cálculo de aislamientos acústicos según la norma ISO EN 12354 partes 1,2,3,4 y 6 en todo el edificio: SONarchitect ISO

Tras haber presentado SONarchitect CTE – el software para el cálculo automático de aislamientos acústicos en todo el edificio según el Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico de Protección frente al ruido DB-HR – en el pasado congreso de Aislamiento Térmico y Acústico en Madrid en 2007, y, más tarde, en Tecniacústica Coimbra 2007 y Tecniacústica Cádiz 2008, ahora Sound of Numbers presenta SONarchitect ISO en Euronoise 2009. SONarchitect ISO es una nueva herramienta que sigue la filosofía de usabilidad de SONarchitect CTE, es decir, permite al proyectista introducir su edificio por planos pudiéndose apoyar en una plantilla DXF, genera un modelo 3D del edificio sobre el que poder actuar para generar dobles alturas, huecos de ascensor, etc, dispone un catálogo para que el proyectista asigne las soluciones constructivas y también propone un sencillo interfaz para la definición de usos de los recintos. Todo esto para calcular los niveles de aislamiento acústico a ruido aéreo, de impacto y en fachadas según las partes 1 2 y 3 de la norma ISO EN 12354, el tiempo de reverberación en aquellos recintos que así se requiera según la parte 6 de la norma ISO EN 12354 y por último, los niveles de emisión de ruido en fachadas acorde con la parte 4 de la norma ISO EN 12354 desde recintos considerados ruidosos. Y lo hace para todo el edificio. Posteriormente se pueden analizar los resultados mediante un árbol en el que figuran todos los recintos del edificio y además se puede extraer la calidad acústica del global del edificio.  Para más información, visite www.soundofnumbers.net y allí se podrá descargar la versión demostrativa tanto de SONarchitect ISO como de SONarchitect CTE.

Predicción de vibraciones en vías de ferrocarril

Sound of Numbers acudió a Euronoise también para exponer sus investigaciones en materia de predicción de vibraciones en ferrocarriles mediante métodos numéricos. Simulaciones que ya se están llevando a cabo en diversos proyectos de ferrocarril en el territorio Español.

Nueva página web www.soundofnumbers.net

Todos estos nuevos productos y servicios se pueden ver en su recién estrenada página web www.soundofnumbers.net en la que te podrás poner en contacto con ellos para cualquier duda o consulta.