Grupo 02 UNT
INFORME Construcción de un difusor acústico a cuadros
2023
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de ingeniería ASESOR Arq. Carlos Alberto Chiroque Cespedes EQUIPO 02: Aguilar Ruiz, Laura Angélica Blanco Cueva Alexandra Cosavalente Acosta Ariana Cuba Cuevas Jhordan Ellen Zavaleta Karen Gutierrez Terrones Maybi Elayne Marín Sangay Mélanie López Rosales Juan Carlos Pereda Rivas Yander Portilla Gutierrez Lucero Quispe Benites Humberto Vera Sánchez Karol CURSO Acondicionamiento Tecnológico y Ambiental La publicación parcial o total del presente trabajo de investigación debe responder a la autorización expresada de los autores, de la Universidad Nacional de Trujillo y asesor a cargo, por condición de co-propiedad © 2023
Índice Introducción
A
Objetivos generales y específicos
B
Alcances y limitaciones
C
Elementos del disfusor
D
Metrado del dispositivo
E
Costos e insumos comerciales
F
Proceso y detalles constructivos
G
Resultados
H
Aplicación del difusor
I
Sugerencias
J
Anexos
K
1 A. Introducción Actualmente, el exceso de ruido se ha convertido en una condición constante, por ello la búsqueda de soluciones efectivas para mitigar este desafío se vuelve imperativa. En respuesta a ello, un difusor a cuadros es un dispositivo que busca mejorar la calidad acústica en un recinto mediante dispersión homogénea de energía en tiempo y espacio. Así pues, se realizó la construcción de un prototipo mediante tres jornadas laborables de 3 horas mín. cada una, con el apoyo del desarrollo de una guía de trabajo en dos sesiones de cuatro horas cada una. Involucrarnos en el proceso de construcción fue un desafío, desde la elección y posteriormente la manipulación de los materiales hasta lograr la forma de los elementos que componen el difusor.
B. Objetivos General Comprender el funcionamiento de un difusor a cuadros mediante la construcción del modelo a escala física y digital.
Específicos Documentar el proceso de elaboración de un modelo difusor acústico a cuadros, con dimensiones de 90cm x 120cm, fabricado en madera de pino. Obtener una estimación precisa de los cálculos y especificaciones empleados en los metrados y costos de materiales que se utilizaron para la elaboración del difusor.
C. Alcances y limitaciones El proyecto permitió desarrollar habilidades prácticas de construcción y carpintería, gracias al ensamblaje meticuloso y la aplicación de técnicas específicas relacionadas con la fabricación de difusores a cuadros. Gracias a la construcción del difusor se logró comprender cómo los elementos y la materialidad seleccionada pueden influir en la calidad del sonido en un espacio determinado. El difusor a cuadros construido a escala no representa el rendimiento completo de un difusor de tamaño real, pues la evaluación acústica de la maqueta del difusor no puede someterse a pruebas por ser limitado con respecto a sus dimensiones. Debido a la huelga que se está llevando en la universidad, la construcción de la maqueta del difusor se ha visto limitada a escasas y breves jornadas, evitando de esta manera desarrollar un difusor con más especificaciones técnicas, como lo es el caso del ensamblado y la materialidad del prototipo. En el entorno de trabajo universitario, la carencia de espacios y mobiliario adecuados dificulta la construcción de un difusor a escala, limitando así los recursos necesarios para llevar a cabo este proyecto de manera efectiva.
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36
H. Proceso Constructivo
D. Elementos del difusor
E. Metrado del dispositivo
b a
c d h
i
DESCRIPCIÓN
METRADO
UNIDAD
ESPECIFICACIONES
a
Marco de madera
4.00
Ml
Madera Pino Radiata 1"x2"x10.5'
b
Módulos triangulares de madera
108
Und
Módulo de Madera Pino Radiata 10 cmx10 cmx10 cm
c
Base del del difusor
1.08
m²
Triplay fenólico 18 mm 0.90 mx1.20 m
d
Clavos
46
Und
Clavo con cabeza 1"x16" - 250 gramos
e
Colado de piezas
0.10
Kgr
Cola vinílica Pva Madera 200gr
f
Barnizado Manual
1.50
M2
A dos manos
g
Solvente para barniz
0.25
L
Aguarrás Mineral 1L
h
Tornillo Shipboard
2
Und
Tornillo Shipboard 5x70 mm x 100 unidades
i
Tornillo Shipboard
4
Und
Tornillo Shipboard 5x60 mm x 100 unidades
F. Costos de materiales e insumos comerciales DESCRIPCIÓN
UNIDAD
CANTIDAD
COSTO UNITARIO
SUBTOTAL
a
Listón de madera pino radiata 1"x2"x10.5'
Pza
2
8.50
17.00
b
Madera Pino Radiata 4"x4" 11'
Pza
2
22.00
66.00
c
Triplay fenólico 18 mm 0.60x1.20
Pza
1/2
30.00
15.00
d
Clavo con cabeza 1"x16"mm
kgr
1/4
4.90
1.30
e
Cola Vinílica Pva madera
Und
1
4.90
4.90
f
Barniz Marino brillante TEKNO
gal
1/4
34.20
8.50
g
Aguarrás Mineral 1L
Und
1
10.00
10.00
h
Tornillo Shipboard 5x70mm
Und
2
0.40
0.80
i
Tornillo Shipboard 5x60mm
Und
4
0.30
1.2
105.20
168.5
COSTO TOTAL
Observaciones (a) Listones de madera de pino. Residuo 2.5 cm. (c) Triplay de 2.44 x 1.20 m. Hay un residuo de 0.64 m
(e) De 1 depósito de cola vinílica. Hay un residuo de 700 gr. (f) De I galón de barniz. Hay un residuo de 3/4 de galón. (g) De 1 L de aguarrás mineral. Hay un residuo de 200 ml
5 4 A
Cubo de Madera 10 x 10 x 10 cm
5
5H. Detalles constructivos
G. Proceso Constructivo D Sierra Circular
Módulo triangular
Bade de triplay Modulo triangular 10cm x 10 cmx 10 cm
Pegamento de madera
Corte de módulos: Para la obtención de los módulos del difusor se cortaron diagonalmente 54 cubos de 10 cm por lado, con ellos se obtuvieron los 108 mod. requeridos
Unión de módulos a la base: Se utilizó pegamento de madera para colocar los módulos en distintas orientaciones en toda la superficie de la base.
B
E Difusor acústico
Liston de madera de pino
Atornillador eléctrico Barniz marino brillante
Tornillo shipboard
Armado de marco de madera: Se procedió a ensamblar con un atornillador los listones de madera ( 2 de 90 cm de largo y 2 de 118 cm) para formar el marco.
Barnizado del difusor: Con el difusor ya armado se procedió a barnizar los módulos triangulares para un mejor acabado y reflexión de las ondas de sonido
h
i
i
b
b
d
a a
F
C Clavos
Taco madera
Base Triplay
b
de
c
g
c
de
h
b
h h
Martillo
b Marco madera
de
Ensamblaje de base de triplay y el marco: Se ensambló la base de triplay con el marco con clavos dispuestos a lo largo y ancho del perímetro de los volúmenes.
Atornillador eléctrico
Tornillo Shipboard
Anclaje de taco de soporte al marco: Con la estructura seca, se ancló un taco de madera en la parte posterior para su anclaje a un plano vertical.
c d
a g
6
7 I. Resultados
I.1. Producto Obtenido Se logró la construcción de un modelo de difusor a cuadros a con dimensiones 90cm x 120 cm a escala (1 : 10), a partir de un módulo cúbico seccionado diagonalmente que se distribuye sobre la base con orientaciones aleatorias. Esto consigue la reflexión heterogénea de las ondas sonoras y distribución de la energía. Al aplicar una superficie de barniz en la materialidad se obtiene una mejora en la reflexión y redistribución de la energía. ya que como expone Carrión el revestimiento con materiales reflectantes permite evitar la absorción diafragmática. Se comprendió que el manejo del difusor a cuadros no solo fue un ejercicio práctico en la manipulación de la madera, sino también fue pertinente al aplicar los conocimientos teóricos de Carrión, que explica que el uso de paneles de madera con relieve dispersa las ondas uniformente y reduce las reflexiones fuertes y directas que afectan el sonido en un espacio.
Nota. Maqueta de difusor hecho en escala 1/10
Se logró realizar el prototipo de difusor físico gracias a la elaboración del modelado 3D, porque facilitó la representación precisa de los elementos del difusor en medidas y propuesta de materiales. Si contrastamos ambos resultados (físico y digital), podemos deducir que son herramientas invaluables para expresar el prototipo.
I.2. Aprendizajes Obtenidos Se comprendió el funcionamiento del difusor ya que para generalo se requirió la revisión bibliográfica que describe los principios que cumple un difusor (ley de reflexión, homogenización de la energía sonora y tiempos de reverberación). En el proceso de diseño y construcción el prototipo debe de estar acompañado por una estrategia, hemos gestionado con ayuda del docente la aplicación de una metodología ordenada, con guías de trabajo y rúbricas de asistencia en donde todos los integrantes evidencias cuales son los aportes individuales y colectivos por sesión esto facilita el seguimiento y la calidad del trabajo. Se comprendió el funcionamiento del difusor en escala 1/10 gracias al proceso empleado que incluye la construcción y manipulación del único módulo utilizado en sus diferentes orientaciones y cómo esta diversidad resultante genera flexibilidad acústica, tanto la difusión general del sonido de manera uniforme como la armonía visual. Se obtuvo una estimación precisa de los cálculos y especificaciones empleadas en los metrados y costos de materiales utilizados para la elaboración del difusor, este registro nos permitió una eficaz planificación para su resultado final y un presupuesto adecuado que nos permita optar por otras alternativas de materiales para futuras replicaciones del dispositivo.
8
9 K. Sugerencias
J. Aplicación del difusor Segun Carrión 1998, el éxito en el diseño acústico de un recinto radica en la elección de los materiales, de esa manera es importante entender que si vamos a aplicar este principio a un recinto, se podría empezar con el diseño del mismo espacio, eligiendo un revestimiento que vaya acorde con las necesidades requeridas, asimismo se podría implementar con difusores de sonido de tal manera que pueda dispersar de forma uniforme y en múltiples direcciones la energía sonora incidente. En el caso estudiado el difusor elaborado es a base de madera, así que gracias a este ejercicio se aprendió que parte del sonido que incide en la superficie será absorbido,sin embargo, habrá otra parte que será reflejado, pues la madera no es un material totalmente liso sino poroso. Asi que depende del espacio al que se requiera dar tratamiento, se usará ciertos materiales más lisos o más porosos, de tal manera que el sonido reflejado y absorbido sea el óptimo.
Nota. Ejemplo de aplicación del difusor
Como la madera es un tanto porosa, aplicamos barniz en toda la superficie, esto disminuirá la porosidad del difusor y por lo tanto la energía sonora reflejada será mayor. Por otro lado el ejercicio nos ha permitido entender la importancia del diseño de los módulos para construir el difusor, la composición final debería tener cierto ritmo para que las ondas reflejadas vayan en direcciones simétricas al recinto.
Se sugiere la elección de una escala real que permita la elaboración del difusor para tener una representación más clara y comprender su funcionamiento en tiempo real. Se recomienda el posible uso y experimento con otros materiales que mejoren el confort acústico en cualquier espacio donde se aplique el difusor .y en futuras representaciones de prototipos. Se recomienda utilizar los materiales y herramientas de forma precavida y precisa a la hora de elaborar la maqueta del difusor en escala 1/10, para evitar posibles fallas en los acabados de los elementos que lo componen. Se recomienda complementar el trabajo con los principios y teorías de la acústica geométrica y la difusión del sonido, principalmente, para el entendimiento de las elecciones de diseño, la distribución, orientación y forma de los módulos cuadrangulares que forman la cara rugosa del panel. Se sugiere la ampliación del análisis y evaluación de un posible plan de producción real en el que se incluya la relación: tiempos de producción, costo de producción, costo de materiales, variantes del prototipo (diferentes materiales acústicos y formas del difusor) precio de venta y margen de ganancias para así identificar la rentabilidad de la producción del difusor.
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11 L. Anexos
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 1
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 2
12
13 L. Anexos
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 3
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 4
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15 L. Anexos
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 5
Nota. Ficha de informe de laboratorio, parte 6
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17 L. Anexos
Nota. Ficha técnica del producto
Nota. Registro fotográfico
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19 L. Anexos
Nota. Registro fotográfico
Nota. Registro fotográfico
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21 L. Anexos
Nota. Registro fotográfico
Nota. Registro fotográfico