La acústica en la tecnología de señalización
Información general
Altavoz (generación de sonido electrodinámica)
Un altavoz convierte corriente alterna en sonido. Esto sucede debido a la interacción entre la corriente y el imán permanente. La bobina se encuentra en el campo magnético de los imanes permanentes. Si se conduce corriente a través de la bobina, esta se desviará mediante la fuerza de Lorentz y sumirá la membrana en oscilaciones.
Gracias al hilo de centrado, esto se lleva a cabo en un movimiento hacia arriba y hacia abajo. Se centra la bobina y, junto con el reborde, se ocupan de que regrese de nuevo a su posición de reposo.
Mediante el correspondiente diseño del tamaño y el material de la membrana, así como los diferentes estímulos (bobina e imán permanente) pueden optimizarse los altavoces para diferentes rangos de frecuencia.
Cápsula sonora (generación de sonido electromagnética)
La cápsula sonora se halla en el grupo de los generadores de sonido electromagnéticos. Este principio se empleaba anteriormente también en los auriculares para teléfonos. En estas cápsulas un imán permanente permite la polarización del rotor unido a la membrana. Este empieza a oscilar debido a la tensión aplicada en los electroimanes. Dichas oscilaciones se transforman en tonos audibles.
La cápsula sonora se caracteriza por una estructura relativamente sencilla y escaso volumen. Posee un muy buen grado de eficacia.
Disco piezo
El efecto de la piezoelectricidad (denominado también efecto piezoeléctrico, o abreviado: efecto piezo) describe la interacción de la presión mecánica (del griego piezein, “apretar") y la tensión eléctrica en cuerpos sólidos. Se basa en el siguiente fenómeno: durante la deformación de determinados materiales surgen en la superficie cargas eléctricas (efecto piezo directo).
A la inversa, estos materiales (principalmente cristales) se deforman al aplicar una tensión eléctrica. La derivación es relativamente escasa y debe transmitirse a una membrana. Las oscilaciones de la membrana excistan a moléculas de aire y pueden percibirse como sonido.
Magnitudes básicas acústicas
Nivel de presión acústica
El nivel de presión acústica Lp describe la conducta logaritmizada de la presión acústica elevada al cuadrado de un resultado sonoro al cuadrado del valor de referencia de p0 = 20 μP. El resultado se indica en decibelios (abreviado, dB).
Lp = 10 log10 (p12 / p02) dB = 20 log10 (p1 / p0)dB
En la indicación de un nivel absoluto (referido al nivel de referencia normalizado p0), se utilizará para el etiquetado del nivel de presión acústica el suplemento "SPL" (siglas de "Sound Pressure Level"). En el caso de frecuencias y niveles medios y elevados, se percibirá una diferencia de nivel de presión acústica de 10 dB como aproximadamente el doble de volumen. Las diferencias de 3 dB pueden oírse nítidamente.
El volumen percibido dependerá, en este caso, no solo del nivel de presión acústica, sino también del espectro de la señal sonora y de su transcurso temporal.
De esta forma, los tonos individuales se perciben esencialmente más altos que las señales sonoras de banda ancha del mismo nivel de presión acústica. También se perciben considerablemente más altas las señales sonoras con un nivel altamente variable que las señales sonoras homogéneas con un mismo nivel de comunicación.
Las curvas de evaluación (A, B y C conforme a DIN EN 61672-1 o, anteriormente, IEC/DIN 651) son las curvas de filtros de evaluación que se emplean en la señal de presión acústica. Deben representar, para un volumen muy concreto, una conducta de frecuencia similar al oído humano. No obstante, como esto únicamente funciona en términos aproximados, con las mediciones de nivel de presión acústica evaluadas se obtienen valores que no se corresponden exactamente con la sensibilidad auditiva.
Los niveles evaluados se identifican mediante las correspondientes letras de la valoración de la frecuencia , p. ej. un nivel de presión acústica con la valoración C se indicará en dB(C). En la tecnología acústica se emplea principalmente la calificación A, por lo que las indicaciones de WERMA están también en dB(A).
El nivel de presión acústica dependerá siempre de la distancia a la fuente del sonido. De no indicarse lo contrario, conforme a las indicaciones de WERMA, se considerará siempre una distancia de medición de 1 m.
En caso de fuentes de sonido en forma de punto (así como en general en todas las fuentes con emisión uniforme en todas las direcciones del espacio), se reduce el nivel de presión acústica en unos 6 dB por duplicación de la distancia.
Influencias ambientales
Además de la presión acústica, la frecuencia tonal y la distancia al dispositivo señalizador, también las influencias ambientales resultan determinantes para una buena señal acústica. El viento, la humedad y también la lluvia influyen en la audibilidad. Y algo muy importante: el volumen del entorno.
En concreto, en el entorno industrial, el volumen ambiental suele ser muy alto debido al ruido que causan las máquinas. En este caso, los dispositivos de señalización deben emitir una gran presión acústica para que puedan oírse.
WERMA ha desarrollado para estos ámbitos de empleo bocinas y sirenas de gran volumen. En el caso de entornos con volúmenes fluctuantes se recomienda utilizar la sirena con volumen autorregulante; un descubrimiento patentado de WERMA que adapta la presión acústica al volumen del entorno mediante la medición permanente del nivel de ruido.
Tabla de alcance
