Acústica en las Escuelas
Diapositivas de la Acústica en el Aula, 2005
[G – ABP – Ventas – Entrenamiento – Presentaciones CES – Acústica en el Aula, 2005]
Seminario de Acústica en las Escuelas
 Revisar cómo el diseño acústico y la calidad de sonido impactan
en el ambiente de aprendizaje.
 Explicar el Estándar ANSI S12.60-2002 para la acústica en el
aula.
 Identificar las técnicas de reducción de la reverberación del
sonido y del ruido de fondo para las aulas.
 Discutir cómo crear un mejor ambiente de aprendizaje a través de
un diseño de aula mejorado.
–2–
2
¿El ruido es un problema?
 El 28% de las escuelas de nuestra nación mencionan
al ruido como el principal problema.
 El ruido causa que los estudiantes se pierdan un tercio
de la comunicación oral en clase.
 El ruido interfiere con la inteligibilidad de la voz.
 El esfuerzo para contrarrestar el ruido crea una fatiga
vocal en los maestros.
Fuente: Asociación para la acústica en las aulas
–3–
3
¿El ruido es un problema?
El ruido afecta a los niños:
 Deficiencias visuales o auditivas.
 Trastorno de Deficiencia de Atención [ADD, por sus siglas en
inglés].
 Inglés como segundo idioma [ESL, por sus siglas en inglés].
 Trastornos de aprendizaje.
 Infecciones en el oído medio.
 Niños más pequeños aprendiendo en
diferente idioma.
–4–
4
El efecto de la pérdida auditiva
Debido a infecciones en el oído medio, los niños de edad escolar
comúnmente experimentan la pérdida de 25 decibeles. Coloque su
mano sobre su oreja para experimentar este nivel de pérdida auditiva.
–5–
5
Beneficio: Reducción del Ausentismo
de los maestros
Tensión vocal, un asunto costoso
 En el 2000 había 2.9 millones de maestros de escuelas públicas en
EE.UU.
 Los maestros pierden un promedio de dos días por año por fatiga
vocal.
 El costo por maestros sustitutos era de $220 por día.
 El costo nacional por la fatiga vocal de los maestros se estima en
$638 millones. Una gran parte de dicho costo podría evitarse cada
año si las escuelas fueran más silenciosas.
Fuente: Sociedad Acústica Estadounidense
–6–
6
¿En qué ayudan los Estándares Acústicos?
Los estándares puede hacer posible:
 Un mejor ambiente de aprendizaje para todos los estudiantes.
 Una mejora en la inteligibilidad de la voz para todos los
estudiantes y maestros.
 Un mejor ambiente de enseñanza para los maestros.
 Uniformidad en el diseño de las aulas para
arquitectos y diseñadores.
–7–
7
La Participación de la Ley ADA
 El ADA, junto con el Consejo de Acceso, está
esforzándose por aplicar las exigencias de
acústica en las aulas.

La ley ADA exige que “… la comunicación con
las personas que tienen discapacidad sea tan
efectiva como la comunicación con los demás.”
[Ley para estadounidenses con discapacidades,
Derecho Público 101-336,Título III, Sección 36.303.
Ayuda y Servicios Auxiliares]
–8–
8
Línea de tiempo del proceso de desarrollo
del estándar
1997
Los padres solicitaron al Consejo de Acceso que se
desarrolle un estándar para las aulas.
1998
Se enviaron borradores del estándar al Consejo de Acceso
para ser revisados.
1998
El Consejo de Acceso emitió una Solicitud de Información
[RFI] al respecto.
2000
Varios grupos desarrollaron el estándar [marzo-junio].
2001
El consejo recibió el estándar propuesto [enero].
2002
Se completó y aprobó el estándar como ANSI S12.60-2002,
Indicador de Desempeño Acústico, Requisitos para el Diseño
y Normas para las Escuelas.
2003
El Estándar ANSI para la acústica en las aulas se adoptó en
varios distritos a lo largo de los Estados Unidos.
–9–
9
Adopción del Estándar ANSI:
una actualización
Actualmente adoptado por:
 El Departamento de la ciudad de Nueva York de Construcción de
Escuelas.
 La autoridad de construcción de escuelas de Nueva Jersey.
 Escuelas Públicas de Miniápolis.
 Departamento de Educación de New Hampshire.
 Comisión para la Instalación de Escuelas de Ohio.
Estados con exigencias pre-existentes comparables:
 Departamento de Educación del estado de Washington.
 Departamento de Educación del estado de Nueva York.
Otros estados:
 Departamento de Educación de Minnesota, propuesta propia.
 Connecticut está considerando la adopción.
 Minnesota está considerando la adopción.
 California: recomendación de las escuelas de alto desempeño
– 10 –
[CHPS].
10
¿Quiénes Ayudaron a Desarrollar e Estándar?
 Especialistas en Acústica  Agencias gubernamentales
 Defensores de las
personas con
discapacidades
 Arquitectos
 Grupo de estándares
ASTM
 Fabricantes
 Ingenieros en ruido
 Especialistas en
desórdenes del lenguaje
hablado
 Especialistas del oído
 Escritores de
especificaciones
 Contratistas
 Maestros
– 11 –
11
Organizaciones que ayudaron a
desarrollar los estándares
 AAA
 ASTM
 EAA
 AFT
 ATBCB
 GA
 AG BELL
 CEFPI
 INCE
 AIA
 CISCA
 ANSI
 CRI
 ASA
 CSI
 Fabricantes de
materiales de
construcción
 ASHA
 Departamento
 SHHH
de educación
 ASHRAE
 NAIMA
– 12 –
12
Nuevas Exigencias del Estándar
1. Para el tiempo de reverberación:
 Habitaciones de menos de 10,000 pies cúbicos: 0.6 segundos
 Habitaciones de 10,000 a 20,000 pies cúbicos:
0.7 segundos
Los estudios demuestran lo siguiente:
Algunas aulas actuales tienen tiempos
de reverberación de hasta 2.8 segundos.
– 13 –
13
Sonido en las Habitaciones
Las flechas negras son el sonido directo.
[El sonido directo es bueno para la inteligibilidad.]
Las flechas rojas son el sonido reflejado.
[El sonido reflejado podría comprometer la inteligibilidad.]
– 14 –
14
Reduciendo el Sonido Reflejado
Cuando usted reduce el sonido reflejado, hace que
disminuya el tiempo de reverberación. Trate el aula con
paredes acústicas y plafones (cielos rasos) con NRC alto.
– 15 –
15
Relación Costo-beneficio: Costos De Los
Plafones (Cielos Rasos) Actualizados
Guía de costo de instalación: Aula 1000 pies cuadrados [20' x 50']
Descripción del
plafón (cielo
raso)
Costo de
instalació
n
NRC de 0.55
 24" x 48" x ⅝"
 sin resistencia al
pandeo
$1250 – $1500
Diferencia
por
Aula
Costo
Anual*
$1300 – $1550
$50
$5
NRC de 0.55
 24" x 48" x ⅝"
 resistente al pandeo
 mayor durabilidad
$1600 – $1800
$300
$30
NRC de 0.70
 24" x 48" x ¾"
 resistente al pandeo
 acústica superior
$1750 – $2000
$500
$50
NRC de 0.55
 24" x 48" x ⅝"
 visualmente más
limpio
 resistente al pandeo
16 –
*Los productos tienen una vida útil/garantía de los paneles de– 10
años.
16
Nuevas Exigencias del Estándar
2. Para el nivel del ruido de fondo:
 En los principales lugares de aprendizaje,
iguales o menores a 20,000 pies cúbicos,
reduzca el nivel de ruido de fondo a un
máximo de 35 dBA.
Los estudios muestran:
 Algunas aulas actuales tienen niveles de
ruido de fondo de hasta 66 dBA.
– 17 –
17
Ruido de Fondo
 El ruido de fondo es el efecto de
todas las fuentes de sonido, tanto del
exterior como del interior del aula,
pero excluyendo a los estudiantes y
al maestro.
 Los niveles altos de ruido de fondo
pueden cubrir los sonidos de la voz,
lo cual reduce la inteligibilidad de la
voz.
 El ruido de fondo se mide en dBA.
– 18 –
18
Fuentes del Ruido de Fondo
– 19 –
19
Reducir el Ruido que Viaja a Través del Plenum
– 20 –
20
Reducir el Ruido que Viaja a Través de la Pared
– 21 –
21
Minimizar el Ruido de AA aTravés del Diseño
 No coloque maquinaria en el aula.
 Las cámaras de volumen de aire variable se deben colocar fuera
del aula.
 Las unidades de CVAA se deben aislar completamente del aula.
 Los atenuadores para conductos deberían colocarse en el flujo
de subida de la tubería.
– 22 –
22
Caso de Estudio de la Vida Real Nº 1
Aula de Segundo Grado

Todas las superficies duras.

Plafón (cielo raso) de yeso alto
[14'6"].

Ubicada frente a la cafetería.

Ventanas grandes que dan al
patio de recreo.
Los chicos tenían dificultad para comprender a la maestra y entre ellos.
– 23 –
23
Caso de Estudio de la Vida Real Nº 1
Método de Evaluación
 Medir la sonoridad del aula mientras está
ocupada [clase de lectura].
 Medir el tiempo de reverberación en un
aula vacía después de las clases.
 Durante un día sin clases, se instala una
barrera para llevar los muros hasta la loza
y un plafón (cielo raso) con un NRC de
0.65.
 Repetir las mediciones de arriba después
de la instalación.
– 24 –
24
Caso de Estudio de la Vida Real Nº 1
Esquema del Aula
Clóset
Puerta
Altura del plafón (cielo raso):
14'6"
Volumen de la habitación ~ 9000
pies cúbicos
Escritorio de
la
maestra
Clósets
23'
Altavoz
y
lavabo
Pupitres
Micrófono
Estación
para la
computador
a
ventana adyacente al patio de recreo junto a esta pared
27'
– 25 –
25
Caso de Estudio de la Vida Real Nº 1
Resultados de los niveles máximos de sonido
C la s s r o o m S P L B e fo r e a n d A fte r T r e a tm e n t
L e v e ls E x c e e d e d O n ly 5 % o f T im e D u r in g R e a d in g C la s s
9 0 .0
B e fo re T re a tm e n t
A fte r T re a tm e n t
8 0 .0
S o und P re ssure Le v e l, dB
Antes
7 0 .0
6 0 .0
5 0 .0
4 0 .0
Después
3 0 .0
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
F r e q u e n cy , H z
– 26 –
26
Caso de Estudio de la Vida Real Nº 1
Resultados de los niveles de ruido de fondo
C la s s r o o m S P L A fte r T r e a tm e n t
M in im u m L e v e ls a n d L e v e ls E x c e e d e d 9 5 % o f T im e
D u r in g R e a d in g C la s s
60
E xce e d e d 9 5 % o f T im e
M inim um
S o und P r ess ur e Le v e l, d B
50
40
35
35 dB
Antes
30
20
10
Después
0
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
F re q u e n c y , H z
– 27 –
27
Caso de estudio de la vida real Nº 1
Tiempos de reverberación
R e ve rb e ra tio n T im e s B e fo re a n d A fte r T re a tm e n t
1.8
B e fo re T re a t m e n t
A ft e r T re a t m e n t
R e v e r b e r a t i o n T i m e , s e c/6 0 d B
1.6
1.4
Antes
1.2
1.0
0.8
0 .6 s e c
0.6
0.4
O p e n ma rke rs in d ic a t e d a t a p o in t s
w h ic h d o n 't me e t A S T M C 423- 99a
0.2
Después
0.0
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
Fre q u e n cy, H z
– 28 –
28
Caso de estudio de la vida real Nº 2
Demostración de acústica en el aula
Escuela Lamberton, Filadelfia, Pensilvania
La arquitectura:
Las evaluaciones acústicas y la instalación
del plafón (cielo raso) se realizaron del 15
al 24 de enero del 2004.
 Construida en 1949.
 Grados K-12.
 Área residencia
tranquila.
 Construcción de
mampostería.
 A los plafones (cielos
rasos) se les aplicó
aislamiento de fibra de
vidrio en aerosol sobre
el yeso.
 Los pisos son de
mosaico de vinilo.
– 29 –
29
Aula antes del cambio
Arquitectura: antes del cambio
Plafón (cielo raso): Aislamiento de fibra de
vidrio en aerosol de aproximadamente ½" de
espesor sobre yeso.
Paredes: CMU [bloque de concreto] y DS
vidrio [reforzado al doble].
Piso: Mosaico de vinilo sólido.
Criterios de diseño acústico para las aulas
Dimensiones de la habitación: 24' x 44' x 11‘.
Tiempo de reverberación según el S12.60
de ANSI, máximo aceptable
0.6 segundos [en 500, 1000, 2000 Hz]
Tiempo de reverberación en el aula de la
escuela Lamberton
Desempeño medido antes del cambio
1.1 segundos [promedio de 500 a 2000 Hz]
– 30 –
30
Reverberación antes del cambio
Arquitectura: antes del cambio
Plafón (cielo raso): Aislamiento de fibra
de vidrio en aerosol de aproximadamente
½" de espesor sobre yeso.
Paredes:
2.5
Mosaico de vinilo sólido.
Las frecuencias
resaltadas representan
el estándar
ANSI S12.60 [en 500,
1000, 2000 Hz].
Reverberation Time, seconds
Piso:
CMU y vidrio DS.
Lamberton School Classroom 101, before Ceiling change
2
1.5
1
Máx. 0.6 segundos
0.5
0
1.2 1.6
2.5 3.1
6.3
2k
4k 5k
8k 10k
5k k
k 5k
k
Rev Time, sec 2.4 1.9 1.9 1.7 1.68 1.47 1.42 1.3 1.25 1.17 1.09 0.98 0.93 0.85 0.77 0.68 0.62 0.56 0.51 0.45 0.39
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k
Frequency, 1/3 OB
El aula no cumple el tiempo de reverberación según el estándar ANSI en ninguna de las tres
frecuencias [resaltadas]. La reverberación no es
uniforme y la voz humana "retumba".
– 31 –
31
Aula con plafón (cielo raso) nuevo
Arquitectura: después del cambio
Plafón (cielo raso): Plafón suspendido
(cielo raso), NRC alto/CAC alto, plafones
de fibra mineral de ¾"
Paredes: CMU y vidrio DS.
Piso: Mosaico de vinilo sólido.
Dimensiones de la habitación:
24' x 44' x 10‘.
Criterios de diseño acústico para las aulas
Tiempo de reverberación según el S12.60 de ANSI,
máximo aceptable
0.6 segundos [en 500, 1000, 2000 Hz]
Tiempo de reverberación del aula Lamberton
Desempeño medido después del cambio
0.56 segundos [promedio de 500 a 2000 Hz]
– 32 –
32
Reverberación después del nuevo plafón (cielo raso)
Arquitectura: después del cambio
Plafón (cielo raso): Plafón suspendido
(cielo raso), NRC alto/CAC alto,
plafones de fibra mineral de ¾".
Lamberton School Classroom 101, after Ceiling change
2.5
Paredes: CMU y vidrio DS.
Piso: Mosaico de vinilo sólido.
Las frecuencias
resaltadas
representan el S12.60
de ANSI [en 500,
1000, 2000 Hz].
Reverberation Time, seconds
2
1.5
1
Máx. 0.6 segundos
0.5
0
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800
1k 1.25k 1.6k
2k
2.5k 3.15k 4k
5k
6.3k
8k
10k
Rev Time, sec 0.925 1.02 0.76 0.86 0.78 0.65 0.62 0.6 0.62 0.62 0.56 0.54 0.55 0.52 0.53 0.46 0.47 0.43 0.39 0.36 0.33
Frequency, 1/3 OB
El aula ahora cumple con el tiempo de reverberación según el estándar ANSI en las tres
frecuencias [resaltadas]. La reverberación es
uniforme y la voz humana suena "natural".
– 33 –
33
Comparación del tiempo de reverberación
Antes
Después
Plafón (cielo raso)
 Aislamiento de fibra de vidrio
en aerosol.
 Aproximadamente ½" de espesor.
 NRC aproximado: 0.25.
Plafón (cielo raso)
 Plafón suspendido (Cielo Raso).
 NRC alto de 0.70/CAC alto de 40.
 ¾Placas de plafón (cielo raso)
de fibra mineral de ".
Ref. ANSI S12.60, máx. 0.6 segundos.
 500 Hz, 1.3 segundos
 1000 Hz, 1.09 segundos
 2000 Hz, 0.85 segundos
Ref. ANSI S12.60, máx. 0.6 segundos.
 500 Hz, 0.60 segundos
 1000 Hz, 0.56 segundos
 2000 Hz, 0.52 segundos
Antes: El aula no cumplía con el estándar de ANSI para el tiempo de reverberación en ninguna de las tres
frecuencias. Después: El nuevo plafón (cielo raso) cumplía con el estándar en las tres frecuencias.
– 34 –
34
Resumen
Hemos revisado lo siguiente:
 Cómo impacta el sonido en el ambiente de
aprendizaje.
 Cómo el escoger el plafón (cielo raso) acústico
adecuado puede reducir la reverberación de
sonido y el ruido de fondo en el aula.
 Cómo el Estándar S12.60 de ANSI afecta el
diseño del aula.
 Cómo crear un mejor ambiente de aprendizaje
a través de un diseño de aula mejorado.
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35
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Acústica en las Escuelas