|
=
1
|
Pedro Andrés Armijos Torres
|
|
https://orcid.org/0000-0002-9504-4254
|
|
|
|
Maestría en
Construcción con Mención en Administración de la Construcción Sustentable=
de
la Universidad Católica de Cuenca.
pedro.armijos.54@est.ucacue.edu.ec
|
|
=
2
|
Marco Benigno Avila
Calle
|
=
|
https://orcid.org/0000-0002-2134-1432
|
|
|
|
Maestría en Construcción con Mención en
Administración de la Construcción Sustentable de la Universidad Católica =
de
Cuenca.
mavila@ucacue.edu.ec
|
|
|
<=
/span>
|
|
|
|
|
|
<=
/span>
|
|
|
Artículo de
Investigación Científica y Tecnológica
Enviado: 0=
7/01/2023
Revisado: =
15/02/2023
Aceptado: =
02/03/2023
Publicado:=
05/04/2023
DOI:
|
|
|
=
=
;
|
|
Cítese:
|
|
Datos Revista
Datos revista
Datos revista
Datos revista
|
|
|
|
|
CONCIENCIA DIGITAL, es una revista multidisciplinar,=
trimestral,
que se publicará en soporte electrónico tiene como misión contribuir
a la formación de profesionales competentes con visión
humanística y crítica que sean capaces de exponer sus resultados
investigativos y científicos en la misma medida que se promueva mediante =
su
intervención cambios positivos en la sociedad. https://concienciadigital.org
La revista es editada por la
Editorial Ciencia Digital (Editorial de prestigio registrada en la Cámara
Ecuatoriana de Libro con No de Afiliación 663) www.celibro.org.ec
|
|
|
|
|
Esta revista=
está
protegida bajo una licencia Creative Commons Attribution Non Commercial N=
o Derivatives
4.0 International. Copia de la licencia: http://creativecommons.org/lice=
nses/by-nc-nd/4.0/
|
|
|
Palabras cla=
ves: <=
/p>
Polución Acuática, Envolventes Dinámicas, Confort Acústico, material
reciclado, dispositivos acústicos.
|
|
Resumen
Introducción=
. Una de las causas que =
ha
cobrado fuerza en la actualidad debido a los efectos que genera en la cal=
idad
de vida de las personas, es la contaminación acústica; misma que está
presente en todas las actividades cotidianas, como son: estudio, trabajo,
hogar, teatros, restaurantes, calles, parques, entre otros. El sentido de=
la
audición al igual que el de la vista, representa una conexión fundamental
para estar informado de los acontecimientos del entorno, ya que está en
alerta permanente inclusive cuando dormimos. El confort acústico es una
sensación subjetiva de bienestar, propia de cada persona y depende de
diversos factores como, por ejemplo: la actividad que se realiza en un
determinado momento, así como el ambiente sonoro existente en el lugar. P=
or
otra parte, la sensación de incomodidad acústica se produce cuando un
ambiente sonoro no es el adecuado para la actividad de los ocupantes, est=
o a
más de generar un malestar orgánico, puede producir un malestar intelectu=
al y
como consecuencia, una alteración emocional. Objetivo. El presente estudio se centra en =
el
impacto de la aplicación de envolventes dinámicas en el edificio de la Un=
idad
Académica de Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Catól=
ica
de Cuenca. Metodología. <=
/span>Con la metodología utilizada, se
pretende innovar el diseño arquitectónico, mediante el análisis, simulaci=
ón y
empleo de materiales amigables con el medio ambiente, a través del desarr=
ollo
de envolventes dinámicas tridimensionales que se fusionen con la fachada =
y en
conjunto, mejoren las condiciones de confort acústico en el interior de l=
as
edificaciones. Resultados. Obtener un prototipo digital de envolvente dinámica en fachadas con el fin de
reducir el ruido ambiental generado por el tráfico vehicular de la Avenid=
a de
las Américas. Conclusión. Los prototipos de envolventes din=
ámicas
constituyen un aporte para las edificaciones educativas, reduciendo el ru=
ido
del tráfico en un 28% con paneles de material reciclado que podemos encon=
trar
en nuestra ciudad. Área de la ciencia: arquitectura.
|
|
Keywords:
Aquatic Pollutio=
n,
Dynamic Envelopes, Acoustic Comfort, recycled material, acoustic devices.
Summary
|
|
Abstract<=
/p>
Introduction.
One of the causes that has gained strength today because it generates on
people's quality of life, is noise pollution; The same that is present in=
all
daily activities, such as: study, work, home, theaters, restaurants, stre=
ets,
parks, among others. The sense of hearing, like that of sight, represents=
a
fundamental connection to be informed of events in the environment, since=
it
is on permanent alert even when we sleep. Acoustic comfort is a subjective
sensation of well-being, typical of each person and depends on several
factors, such as: the activity that is conducted at a certain time, as we=
ll
as the existing sound environment in the place. On the other hand, the
sensation of acoustic discomfort occurs when a sound environment is not
suitable for the activity of the occupants, this, in addition to generati=
ng
organic discomfort, can produce intellectual discomfort and, consequently,
emotional alteration. Objective. This study focuses on the impact =
of
the application of dynamic envelopes in the building of the Academic Unit=
of
Engineering, Industry and Construction of the Catholic University of Cuen=
ca.
Methodology. With the methodology used, it is intended to innovate
architectural design, through the analysis, simulation, and use of
environmentally friendly materials, through the development of
three-dimensional dynamic envelopes that merge with the façade and togeth=
er
improve comfort conditions. acoustics inside buildings. Results.
Obtain a digital prototype of a dynamic envelope on facades to reduce the=
environmental
noise generated by vehicular traffic on Avenida de las Américas. Concl=
usion.
The prototypes of dynamic envelopes constitute a contribution to educatio=
nal
buildings, reducing traffic noise by 28% with panels of recycled material
that we can find in our city.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Intr=
oducción
Los
seres humanos, a través de los años, hemos tenido que afrontar una serie de
acontecimientos relacionados desastres naturales y otros asociados plenamen=
te a
las actividades realizadas por el hombre. Una de las causas que ha cobrado
fuerza en la actualidad debido a los efectos que genera en la calidad de vi=
da
de las personas, es la contaminación acústica; mismo que está presente en t=
odas
las actividades cotidianas, como son: estudio, trabajo, hogar, teatros,
restaurantes, calles, parques, entre otros. Pese a los intentos de las
autoridades por regular esta situación, la contaminación acústica se ha
convertido en un hecho desafortunado en la vida de las personas a nivel mun=
dial
(Goines & Hagler, 2007).
La
problemática que se desarrolla en torno al crecimiento de la población ha
desencadenado una serie de inconvenientes que afectan directamente la calid=
ad
de vida de las personas, esto se puede evidenciar no solo en las grandes
metrópolis sino también en las pequeñas ciudades. Existen estudios que
demuestran que, en Cuenca la contaminación acústica se presenta por las
actividades diarias relacionadas a: comercio, industria, turismo, tráfico
vehicular (=
Omar
et al., 2015).
En
un estudio sobre la medición de los niveles de ruido ambiental en la ciudad=
de
Santiago de Chile, se concluye que del 100% del ruido ambiental que existe a
nivel mundial y en esta ciudad, el 70% proviene del tránsito vehicular y el=
30%
de otras acciones humanas que se desarrollan dentro del entorno (=
Platzer
et al., 2007).
En
enero de 2020, diario el Mercurio de la ciudad de Cuenca, a través de una
publicación señaló que la cantidad de vehículos en Cuenca en el 2019 ascend=
ió
un 1% en relación con el 2018 (Sánchez, 2020).
El
confort y calidad de vida de los cuencanos es de interés público, por ello,
desde hace pocos años, se ha empezado a evaluar de manera precisa y periódi=
ca
los efectos que el ruido ambiental provoca en la salud de las personas (Martínez et al., 2018).=
Un
estudio realizado por la Universidad del Azuay y la Comisión de Gestión
Ambiental del Municipio de Cuenca en el 2017 reflejó que, el ruido en las v=
ías
de Cuenca está bordeando los 80 decibeles, nivel que se enmarca en los
parámetros establecidos por la Organización Mundial de la Salud.
En
Turquía un estudio publicado en marzo de 2018 se concentró en la determinac=
ión
de la contaminación acústica en los campus de la Universidad de Cukurova y
concluyó que el incremento del número de personas desencadena el incremento=
en
el número de vehículos y este impacto conduce a un aumento en el nivel de r=
uido
inducido por el tráfico. Entre el 2010 y 2017 en el campus, el ruido ambien=
tal
inducido por la carretera se expandió, esta situación se volvió particularm=
ente
evidente en las nuevas facultades en el sur del campus y sus alrededores (Çolakkadıoğlu et al., 2018).
En
la actualidad, otro tema de interés son los desechos plásticos, en un artíc=
ulo
publicado por la Universidad Nacional de Singapur, se manifiesta que de los
aproximadamente 6300 millones de toneladas de desechos plásticos que se
generaron en 2015, tan solo el 9% se recicló, mientras que el 79% fue a par=
ar
en vertederos, ríos y océanos (Koh et al., 2018).=
Dada
la problemática detallada en los puntos anteriores, en el presente artículo=
, se
analiza alternativas para que a través del manejo adecuado de los desechos =
se
obtenga un material reciclado que contraste los efectos del ruido ambiental=
.
En
la actualidad, para evaluar el confort acústico en los edificios destinados=
a
la vivienda, se ha implementado métodos estandarizados para la reducción del
sonido aéreo y de impacto. No obstante, un análisis completo, debería inclu=
ir
otro parámetro que es la percepción humana del entorno acústico. Por lo tan=
to,
una de las preocupaciones principales es, la corresponsabilidad entre la
percepción de los residentes con los resultados adquiridos por las medicion=
es
acústicas y los descriptores del aislamiento acústico en los edificios. Para
poder formular modelos que permitan predecir la satisfacción y el confort de
los usuarios del edificio, es necesario definir si efectivamente se obtiene=
una
correlación entre estas variables (=
Vardaxis
et al., 2018).
En
un estudio sobre aislamiento acústico entre viviendas enfocado en los
requisitos de las normas de construcción en Europa, se visualiza que entre =
las
principales características del confort acústico se encuentran: ausencia de
sonido no deseado, sonidos deseados con el nivel y la calidad adecuados,
realización de actividades sin causar molestia en las demás personas. El
confort acústico está relacionado con la persona como fuente de sonido y no
solo como receptora. De tal manera que se concluye que alrededor del 60% de=
la
población estaría dispuesta a pagar en promedio un 10% más por una vivienda=
, si
el aislamiento acústico pudiera ser mejorado (Rasmussen, 2010).
Tres
experimentos realizados en laboratorios suizos, en los que se investigaron =
los
efectos de varias variables en el confort acústico a corto plazo, arrojaron
resultados que indican que, en los conjuntos habitacionales, un cuidadoso
diseño acústico de las fachadas puede contribuir a mejorar el confort acúst=
ico
de los residentes (=
Taghipour
et al., 2019).
Un
estudio sobre la reducción del ruido del tráfico en los balcones de la fach=
ada
de un edificio de gran altura realizado por la Universidad de Kyushu-Japón,
indica que, en las áreas urbanas de Asia, las viviendas de gran altura a me=
nudo
se construyen cerca de carreteras principales o vías férreas. Los crecientes
volúmenes de tráfico ponen una exposición al ruido a largo plazo a las pers=
onas
que viven en habitaciones adyacentes a carreteras o vías férreas, lo
desencadena la molestia y trastornos del sueño. Como resultado de las prueb=
as
realizadas, se comprobó la eficiencia del efecto de aislamiento acústico
generado en los balcones con reflectores montados en el techo (Ishizuka & Fujiwara, 2012)=
.
Giuseppe
Ciaburro, Rosaria Parente, Gino Iannace y Virginia Puyana-Romero trabajaron=
en
una caracterización acústica de un nuevo metamaterial de membrana basado en
tres capas de una membrana de PVC reutilizada con arandelas de metal unidas.
Esta estructura servirá para la construcción de paneles acústicos en pro de
mejorar la acústica de la sala (Buratti & Merli, 2022).
En lo
referente a la protección de la vivienda, la fachada cumple un papel princi=
pal
ya que se relaciona directamente con
el clima interior, así como en el consumo de energía, puesto que existen mu=
chos
flujos de energía en ambos sentidos sobre este límite entre los entornos
externo e interno (Johnsen & Winther, 2015).<=
/span>
Las
envolventes dinámicas en fachadas siguen siendo desconocidas, pese a haber
sufrido un gran desarrollo en los últimos años, muy pocas edificaciones emp=
lean
el movimiento de su envolvente como un controlador de la energía que pasa a=
su
interior, adecuándola a las necesidades humanas de bienestar =
(Carmenado, 2016).
Fundamentos
teóricos =
Envolventes
dinámicas
Los
edificios o partes de edificio hoy en día tienen la capacidad de adaptarse a
las condiciones medio ambientales o condiciones del exterior, mismas que se
denominan receptores (=
Chang
et al., 2019).
Los receptores trabajan en el interior como en el exterior (=
Kent,
1977),
los mismos que permiten mejorar la sensación de confort del edificio
universitario.
Las
aplicaciones interactivas cambian totalmente la concepción de envolvente
dinámica para los usuarios, estas nos llevan a regular el proceso de diseño=
en
fase interactiva (Hosseini et al., 2019).
A
través de los años, se ha evidenciado la constante evolución de la
arquitectura, al hablar de innovación no podemos omitir a la envolvente
dinámica como un elemento potencial de este concepto. La envolvente se pres=
enta
como un elemento que protege a la superficie de su interacción con el entor=
no,
esta herramienta debe ser explotada de la mejor manera para sacar el mayor
provecho en la obra, a través del uso de los recursos disponibles en nuestro
medio, aprovechando al máximo esta gran superficie y que no se convierta en=
un
elemento estático. Con el cambio de paradigmas en el mundo de la arquitectu=
ra,
se ha incorporado diferentes maneras de comprender sus elementos y es así c=
omo
la envolvente dinámica dejó de ser un elemento pesado y se convirtió en un
elemento liviano que actúa como filtro protector de agentes externos y, pue=
de
ser móvil, incorporando elementos que nos proporciona la tecnología actual =
(Petraglia, 2018).
Acústica
Para
comprender de mejor manera a que hace referencia la acústica, así como el
sonido, a continuación, se exponen una serie de conceptos:
· =
Aislantes
acústicos: Son elementos diseñados para solucionar problemas de aislamiento
acústico en cualquier tipo de edificación, utilizando diferentes tipos de
materiales donde se encuentran principalmente laminas en base de caucho, la=
na
de vidrio, madera de distinta densidad (Arkiplus, s. f.).=
· =
Contaminación
acústica: se define a la contaminación acústica como “presencia en el ambie=
nte
de ruidos o vibraciones, cualquiera que sea el =
emisor
acústico que los origine, que implican molestia, riesgo o daño para las
personas, para el desarrollo de sus actividades o para los bienes de cualqu=
ier
naturaleza, o que causan efectos significativos sobre el medioambiente” (Real Academia Española [RAE], 2022).
· =
Frecuencia:
número de pulsaciones de una onda acústica senoidal ocurridas durante un
segundo. Es equivalente al inverso del período. Unidad: herzio (Hz). (Monroy, 2006).
· =
Frecuencias
preferentes: Frecuencias indicadas en la Norma UNE 74.002-78, entre =
100
Hz y 5.000 Hz. Para bandas de octava y para tercios de octava las frecuenci=
as,
en Hz. (Monroy, 2006).
· =
Sonido:
Sensación auditiva producida por una onda acústica, según la RAE es “se=
nsación
producida en el órgano del oído por el movimiento vibratorio de los cuerpos,
transmitido por un medio elástico, como el aire” (RAE, 2022).
· =
Ruido:
es un sonido desagradable y molesto cuando existen niveles altos son
dañinos para la audición (Carolina et =
al.,
2000).
Normativa
Para
la construcción de espacios educativos se enlazan directamente: la segurida=
d,
confort, habitabilidad y dimensionamiento de la edificación escolar; para
realizar directamente la planificación arquitectónica de manera integral de=
los
edificios educativos (Ministerio de Educación, 2012).
La
Organización Mundial de la Salud (OMS, s.f.),<=
/span> considera que 35 dB es el sonido
ambiente adecuado para permitir unas buenas condiciones de enseñanza y
aprendizaje en las clases, en nuestras aulas el sonido del exterior excede =
en
mucho el nivel requerido para una enseñanza adecuada.
Para
realizar las mediciones de sonido dentro del aula de la facultad de
arquitectura se ocupará la Norma UNE-EN ISO 16283-3 “Medición in situ del
aislamiento acústico en los edificios y en los elementos de construcción, P=
arte
3: Aislamiento a ruido de fachada”
De
acuerdo con el Ministerio de Ambiente, el límite admisible para zonas
hospitalarias y educativas en horario 06h00 a 20h00 es de 45 dB y de 20h00 a
06h00 es de 35 (Ministerio del Ambiente, 2003).=
Emplazamiento
El
edificio de la Unidad Académica de
Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Católica de Cuenca
se encuentra ubicado al sur de la República del Ecuador en la provincia del
Azuay, parroquia Bellavista, entre las calles General Torres y Avenida de l=
as
Américas con las siguientes coordenadas 2°53'06.0" Sur y 79°00'19.8&qu=
ot;
Oeste.
El
edificio cuenta con cuatro plantas, para nuestro caso de estudio hemos esco=
gido
el aula 213 que se encuentra en la primera planta alta, distribuida en 13
aulas, con un promedio de 20 estudiantes por aula.=
La
estructura de cimentación, columnas y vigas son de hormigón armado, losas de
hormigón armado alivianadas, cubierta de teja vidriada, tabiquería de ladri=
llo
macizo, ventanas de aluminio color negro, vidro de 4mm puertas de tol
galvanizado con estructura metálica, cielo raso de placas de yeso-cartón, y
pisos de baldosa.
Figura 1
Vista frontal del edificio de la unidad académica de
ingeniería, industria y construcción Universidad Católica de Cuenca<=
o:p>
Nota: Campus General Torres. Fuente: Universidad Catól=
ica
de Cuenca (2001)
Objetivo
General
Determinar
el mejor prototipo de envolvente dinámica, mediante el análisis de diseños y
manejo adecuado de un software, que simule el desempeño del material,
contribuyendo a la obtención de un producto que contraste los efectos del r=
uido
ambiental.
Objetivos Específ=
icos
<=
![if !supportLists]>· =
Determinar
la percepción acústica que tienen los estudiantes de arquitectura sobre la
sensación auditiva del ruido proveniente de la Avenida de las Américas, a
través de la aplicación de encuestas, a fin de conocer el horario de mayor
polución acústica.
<=
![if !supportLists]>· =
Determinar
el espectro de sonido generado desde la avenida principal hacia el aula 213=
del
edificio de la Unidad Académica de
Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Católica de Cuenca,
con la información obtenida, extraer resultados que permitan visualizar el
espectro del sonido en las diferentes frecuencias, identificando cual es la
principal fuente de ruido.
· =
Elaborar
envolventes dinámicas, a través de prototipos tridimensionales para ponerlo=
s en
funcionamiento, mediante la simulación del cierre acústico en el interior d=
el
aula.
1.
Meto=
dología
Con
la metodología utilizada, se pretende innovar el diseño arquitectónico,
mediante el análisis y empleo de elementos amigables con el medio ambiente,=
a
través del desarrollo de envolventes dinámicas que se fusionen con la facha=
da y
en conjunto, mejoren las condiciones de confort acústico en el interior de =
las
edificaciones.
En
la tabla 1 podemos observar el tipo y nivel de investigación para nuestro c=
aso
de estudio.
Tabla 1
Tipo y nivel de investigación
|
Según su finalidad
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Aplicada
|
Se pretende
resolver los problemas de polución acústica en las edificaciones educativ=
as.
|
|
Según su alcance temp=
oral
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Longitudinal prospectiva
|
Se realiza mediciones presentes para
determinar el sonido en decibeles para mejorar el confort acústico del
interior de las edificaciones.
|
|
Según su profundidad<=
o:p>
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Explicativa<=
/span>
|
Estudia la=
s siguientes
variables: contaminación acústic=
a,
nivel de ruido admisible, aislamiento acústico, confort acústico para
entender el problema y realizar el prototipo.
|
|
Según las fuentes
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Mixta
|
Se utiliza
fuentes primarias y secundarias.
|
|
Según su carácter
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Cuantitativa<=
/span>
|
Se toma da=
tos
cuantitativos para mejorar las condiciones de confort acústico dentro del
edificio.
|
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Cualitativa
|
Se analizan
datos cualitativos mejorando las envolventes dinámicas en su estética.
|
|
Según su naturaleza
|
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;color:black;
mso-themecolor:text1'>Cuasiexperimental<=
/span>
|
Se realiza=
el
prototipado tridimensional para verificar la reducción del ruido en las
edificaciones.
|
Proceso metodológico
La investigación se realiza de acuerdo con el siguiente
procedimiento:
· =
Etapa
1 Percepción: Para esta etapa se realiza encuestas a los estudiantes sobre =
la
sensación auditiva del ruido proveniente de la Avenida de las Américas, a f=
in
de conocer el horario de mayor polución acústica.<=
/p>
· =
Etapa
2 Estudio Acústico: Mediante los instrumentos tecnológicos como el sonómetr=
o, se
toman datos para determinar el espectro de sonido generado desde la avenida
principal hacia el aula 213 del e=
dificio
de la Unidad Académica de Ingeniería, Industria y Construcción de la
Universidad Católica de Cuenca.
Con los datos obtenidos se cuan=
tifica
los resultados que permiten visualizar el espectro del sonido en las difere=
ntes
frecuencias, identificando cual es la principal fuente de ruido.
· =
Etapa
3 Prototipado tridimensional: Para=
esta
etapa procedemos a diseñar propuestas de envolventes dinámicas, a través de
prototipos tridimensionales con el software: Archicad 22, y mediante la sim=
ulación
son puestos en funcionamiento, con el cierre acústico en el interior del au=
la.
· =
Etapa
4 Valoración y comprobación: en esta etapa valoramos y verificamos la
efectividad de nuestro modelo de envolvente dinámica mediante la simulación=
de
materiales en el software: Sound Insulation Prediction (V9.0.20) que simula=
el
cierre acústico con diferentes combinaciones de materiales.
Población y muestra=
Para
el caso de estudio, de las 13 aulas que conforman la primera planta alta del
edificio de la Unidad Académica de
Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Católica de Cuenca,
se tomará como muestra el aula 213.
Las técnicas escogidas para la obtención de datos son: fi=
cha
de recolección de datos, cuestionario.
La ficha de recolección de datos nos permite recopilar
información de diferentes fuentes, hacer evaluaciones y tomar mejores
decisiones.
Por otra parte, el cuestionario, facilita conocer la
percepción del confort acústico del interior del aula de clase. Como se ind=
icó
anteriormente, esta investigación según su carácter es cuantitativa y
cualitativa.
El
instrumento de recolección de datos es la encuesta que fue aplicada a 70
alumnos de la facultad de arquitectura que se encuentran en el aula de estu=
dio
y adyacentes.
Para
el diseño de la envolvente dinámica, se toma como referencia los siete
edificios más representativos a nivel mundial que emplean este tipo de
envolventes, de tal manera que, con el estudio del criterio aplicado por los
expertos, se puede plantear el mejor diseño de prototipos de envolventes
dinámicas, de igual manera, se realiza la búsqueda para escoger material
acústico idóneo que esté disponible en el medio y concluir con la realizaci=
ón
de pruebas en el software.
Resu=
ltados
2.
Se
procede a medir el ruido en el interior del aula con la normativa que indica
“Las mediciones en interiores se realizarán siempre con las ventanas y puer=
tas
cerradas. La instrumentación se situará al menos a una distancia de 1,20 m =
del
suelo, techos y paredes; y a 1,50 m de cualquier puerta o ventana. De no ser
posible el cumplimiento de las distancias, se medirá en el centro del recin=
to”,
Norma UNE-EN ISO 16283-3. Para esta
medición se utilizó un sonómetro Modelo: SL-4023SD tipo 2, y Modelo: XL2 RTA
Spectrum Logging tipo 1 cumpliendo con la norma IEC 61672.
Con
la simulación de la envolvente dinámica en la fachada del aula en estudio, =
se
procede a efectuar una nueva medición de la polución acústica y a través de=
la
documentación de los resultados finales, se comprueba que los prototipos de=
envolventes
dinámicas permiten reducir el ruido ambiental.
Presentación
de resultados
Para
continuar con la etapa 1 se realizado este cuestionario con aprobación de un
juicio de expertos, como resultado se obtuvo las siguientes preguntas:=
1. ¿Considera usted que en su aula existe contaminación acústica proceden=
te
de la Avenida de Américas?
2. Califique del 1 al 5 el nivel de
ruido interior que existe en su aula, siendo 1 poco molesto y 5 muy molesto=
.
3. ¿En qué intervalo horario sueles
escuchar más ruido interior aproximadamente? Puedes seleccionar más de una
respuesta si lo ves necesario.
(08:00 - 10.00 h)1, (10:00 - 12:00 h)2, (12:00 - 14:00 h)3, (14:00 -
16:00 h) 4, (16:00 - 18:00 h=
)5,
(18:00 - 20:00 h)6, (20:00 - 21:00 h)7.
4. ¿Cree usted que el ruido interi=
or es
motivo de distracción al momento de recibir clases?
5. ¿Cree usted que un aula debe di=
sponer
de mecanismos que contribuyan a aislar la polución acústica?
En la tabla 2 se muestra los
resultados de las encuestas realizadas a 70 alumnos de la facultad de
arquitectura. El 37.4% de los encuestados tuvieron la percepción de mayor r=
uido
en el aula en el horario de 8:00 a 10:00 am.
|
Tabla 2
Encuestas estudiantes=
de
arquitectura=
|
|
PREGUNTA
|
|
|
RESPUESTAS
|
|
PR1
|
PR2
|
PR3
|
PR4
|
PR5
|
Total
|
|
1
|
|
Observado
|
|
0
|
|
5
|
|
37
|
|
0
|
|
0
|
|
42
|
|
|
% de columna
|
|
0.0 %
|
|
7.1 %
|
|
37.4 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
11.1 %
|
|
|
2
|
|
Observado
|
|
0
|
|
1
|
|
27
|
|
0
|
|
0
|
|
28
|
|
|
% de columna
|
|
0.0 %
|
|
1.4 %
|
|
27.3 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
7.4 %
|
|
|
3
|
|
Observado
|
|
0
|
|
22
|
|
22
|
|
0
|
|
0
|
|
44
|
|
|
% de columna
|
|
0.0 %
|
|
31.4 %
|
|
22.2 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
11.6 %
|
|
|
4
|
|
Observado
|
|
0
|
|
27
|
|
13
|
|
0
|
|
0
|
|
40
|
|
|
% de columna
|
|
0.0 %
|
|
38.6 %
|
|
13.1 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
10.6 %
|
|
|
5
|
|
Observado
|
|
0
|
|
15
|
|
0
|
|
0
|
|
0
|
|
15
|
|
|
% de columna
|
|
0.0 %
|
|
21.4 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
4.0 %
|
|
|
SI
|
|
Observado
|
|
67
|
|
0
|
|
0
|
|
65
|
|
70
|
|
202
|
|
|
% de columna
|
|
95.7 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
92.9 %
|
|
100.0 %
|
|
53.3 %
|
|
|
NO
|
|
Observado
|
|
3
|
|
0
|
|
0
|
|
5
|
|
0
|
|
8
|
|
|
% de columna
|
|
4.3 %
|
|
0.0 %
|
|
0.0 %
|
|
7.1 %
|
|
0.0 %
|
|
2.1 %
|
|
|
Total
|
|
Observado
|
|
70
|
|
70
|
|
99
|
|
70
|
|
70
|
|
379
|
|
|
% de columna
|
|
100.0 %
|
|
100.0 %
|
|
100.0 %
|
|
100.0 %
|
|
100.0 %
|
|
100.0 %
|
|
|
En
la etapa 2 se recolecta información con el sonómetro se en 2 horarios, en la
primera se realiza mediciones en el horario de 3:40 pm y 4:40 pm durante el
periodo de un mes, obteniendo los resultados de la tabla 3.
|
Tabla 3
Resultados Sonómetro Aula 213 vs Ave. Améric=
as
|
|
=
|
N=
|
Media<=
o:p>
|
Median=
a
|
DE
|
Mínimo=
|
Máximo=
|
|
AULA 213
|
|
601
|
|
60.1
|
|
60.1
|
|
0.986
|
|
57.2
|
|
63.1
|
|
|
AVE. AMÉRICAS
|
|
601
|
|
64.1
|
|
64.1
|
|
1.184
|
|
60.8
|
|
67.6
|
|
|
Fuente:<=
/span> Méndez (2023)
|
Espectro del Ruido
Con esta premisa se midieron las
ondas acústicas, obteniendo como resultado el espectro de ruido tanto en el
aula 213, así como en la Avenida de las Américas, cumpliendo todas las
normativas sugeridas, que consiste en tomar la muestra al centro del local =
con
un trípode a una altura de 1m con puertas y ventanas cerradas.
En la figura 2 se pue=
de
observar que la principal fuente de ruido que se encuentra a los 60 Hz y 150
Hz, entre picos de 65 dB a 78 dB, por lo cual se concluye que son frecuenci=
as
bajas donde se encuentran principalmente el ruido de los automotores. La
gráfica también nos indica que el mayor pico se encuentra en la frecuencia =
de
80 Hz.
Figura 2 =
Espectro de ruido
Diseño de envolventes
Para el diseño de celosía se ha escogido los 7 edificios más
representativos a nivel mundial que emplean este tipo de envolventes, con el
afán de adaptar el análisis al caso de estudio y en base a la calificación =
de
los expertos y el criterio constructivo que se subdivide en viable y
materialidad; el otro criterio es su morfología que se subdivide en funcion=
al,
novedoso, estético, adaptativo de acuerdo con la figura 3.
Figura 3
Envolventes más representativas=
Materialidad de envolventes
Se realizan las simulaciones de las envolventes con material=
es
que se adaptan al caso de estudio, para lo cual se ha visto los más
representativos presentes en nuestro medio, en la figura 4 se observa el
criterio de expertos que recomiendan el mejor material para nuestro caso de
estudio.
Figura 4
Materialidad de envolventes
=
Propuesta digital 1
El prototipo digital 1 hace referencia al edificio Kiefer
Technic Showroom, diseño 6, de acuerdo a juicio de expertos, para este se
realiza módulos de 0.40m por 0.40m con una simetría rotatoria de triángulos,
con sistema pivotante que le permite girar a cada elemento en su eje, en cu=
anto
a la materialidad cuenta con estructura de PVC reciclado + acristalamiento =
con
3 vidrios de 60mm espesor con el ítem M3, en la figura 5 se observa la
morfología, detalles constructivos, materialidad y la simulación de pérdida=
del
sonido.
Figura 5=
<=
/span>
Características
simulación prototipo 1
|
Propuesta digit=
al 1
|
|
Elevación<=
/o:p>
|
Perspectiva
|
Grafica de perd=
ida
de transmisión del sonido
|
|
|
|
|
Propuesta digital 2=
El prototipo digital 2 hace referencia al edificio St. Ingbe=
rt
Town Hall, diseño 4, de acuerdo con el juicio de expertos, el diseño está
basada en una trama rectangular de 1.50m x 1.80m con un sistema de superfic=
ies deslizantes,
que cuenta con rieles para la movilidad de cada panel en cuanto a la
materialidad cuenta con paneles de 5cm de espesor con el ítem M1, en la fig=
ura
6 se observa la morfología, detalles constructivos, y la gráfica de perdida=
de
transmisión del sonido.
Figura 6=
<=
/span>
Características
simulación prototipo 2
|
Propuesta digit=
al 2
|
|
Elevación<=
/o:p>
|
Perspectiva
|
Grafica de perd=
ida
de transmisión del sonido
|
|
|
|
|
Propuesta
Digital 3=
El prototipo digital 3 hace referencia al edificio Media-TIC,
Barcelona, de acuerdo con el juicio de expertos, su diseño se basa en una
matriz circular que tiene como eje un círculo donde nacen sus ramales con u=
na
simetría giratoria, con un sistema de superficies pivotantes, en cuanto a la
materialidad cuenta con paneles de 5cm de espesor con el ítem M9, en la fig=
ura 7
se observa la morfología, detalles constructivos, y la gráfica de perdida de
transmisión del sonido.
Figura 7=
Características
simulación prototipo 3
|
Propuesta digit=
al 3
|
|
Elevación<=
/o:p>
|
Perspectiva
|
Grafica de perd=
ida
de transmisión del sonido
|
|
|
|
|
3.
Disc=
usión
Las simulaciones propuestas de envolventes dinámicas corr=
igen
las condiciones de confort acústico dentro del aula del edificio de la Unidad Académica de Ingeniería, Industria y Construcci=
ón
de la Universidad Católica de Cuenca, Para el análisis se utilizó el
software Sound Insulation Prediction (V9.0.20) este sirve para simular la
pérdida de trasmisión de sonido de los materiales, que para el caso de estu=
dio
los picos más altos se encuentran entre 65 dB a 78 dB y las frecuencias más
bajas entre (60Hz-150Hz) que es el ruido vehicular.
En la figura 8 podemos apreciar que el ítem M9 tiene mayor
pérdida de transmisión del sonido, pero su materialidad de solo aglomerado =
de
alta densidad no se puede utilizar en el exterior, la propuesta 1 es la mej=
or
opción ya que cuenta con panel 1: 1x6 mm Vidrio + acristalamiento de 3 vidr=
ios y
una pérdida de transmisión de sonido de 25 dB entre (50Hz-80hz) en donde se
encuentra el ruido del tráfico que es de baja frecuencia.
En cuanto a la morfología de la envolvente se la represen=
ta
de manera grafica de acuerdo con la propuesta 1.
Figura 8
Simulación de perdida de trasmisión del sonido<=
o:p>
En la figura 9 se muestra el diseño de envolvente constru=
ida
en la fachada frontal, esta se manejará de acuerdo con la percepción y
necesidades del usuario con un sistema manual de apertura y cierre, dando
confort acústico a los estudiantes y mejor calidad en la enseñanza.
Figura 9<=
/span>
Estado Actual=
Diseño de Envolvente en Edifici=
o
Perspectiva envolvente en edifi=
cio
<=
/span>
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Detalle envolvente aula 213 Detalle constructivo de
envolvente
Conclusiones
· =
Los
prototipos de envolventes dinámicas referidos son un aporte para las
edificaciones educativas, reduciendo el ruido del tráfico en un 30%, hecho =
que
se ha demostrado a través de las simulaciones mediante software, cambiando =
el
ambiente interior. En un análisis individual de los prototipos planteados, =
se
evidencia que el prototipo 3, no se puede utilizar para exteriores ya que es
aglomerado de alta densidad no apto para lluvia, el prototipo 2 tiene un pe=
so
de 38.7 kg/cm2 haciendo que el diseño de la estructura sea más costosa y pe=
sada
encareciendo la construcción de la misma, por ello, el prototipo 1 es el
escogido con su de estructura de PVC reciclad=
o +
acristalamiento con 3 vidrios, de 60mm espesor, dado su menor peso y
facilidad de montaje.
· =
De
acuerdo con la normativa el límite admisible para zonas hospitalarias y
educativas en el día es de 45 dB y en la noche es de 35 dB en nuestro caso =
se
reduce un 30% con materiales sugerido con un promedio de 41 dB cumpliendo p=
ara
el horario diurno no obstante el horario nocturno sobrepasa los parámetros
establecidos.
· =
Para
culminar el estudio se pretende continuar con la segunda parte de la
investigación realizando el prototipo de envolvente dinámica físicos a una
escala real con los diseños y materiales sugeridos en el presente artículo.=
Agradecimiento=
El
presente artículo es parte del trabajo de investigación y titulación del
Programa de Maestría en Construcción con Mención en Administración de la
Construcción Sustentable de la Universidad Católica de
Cuenca, vinculados al
Proyecto de Investigación: INDICADORES DE SOSTENIBILIDAD URBANA
PARA LA CIUDAD
DE CUENCA –ECUADOR, por
ello, agradecemos a todos y cada uno de los instructores pertenecien=
tes
a los grupos de investigación; Ciudad,
Ambiente y Tecnología
(CAT), y Sistemas
embebidos y visión
artificial en ciencias,
Arquitectónicas, Agropecuarias, Ambientales y Automática (SEVA4CA), por los
conocimientos e información brindados para la elaboración del trabajo.=
Conflicto de intereses
Los
autores declaramos que no existe conflicto de intereses en relación con el
artículo presentado.
Referencias Bi=
bliográficas
Arkiplus. (s. f.). Aislant=
es
acústicos. https://www.arkiplus.com/aislantes-acusticos/
Buratti,
C., & Merli, F. (2022). Sustainable Materials for the Thermal and Noise
Insulation of Buildings: An Editorial. Sustainability 2022, Vol. 14, P=
age
4961, 14(9), 4961. https://doi.org/10.3390/SU14094961
Carmenado Vaquero, L. (2016). Estímulos y reacciones:
fachadas dinámicas ante el sol, el viento y la temperatura - Archivo Digit=
al
UPM [E.T.S. Arquitectura (UPM)]. https://oa.upm.es/39236/
Carolina, A., Ugalde, L., Fajardo Dolci, G. E., Magaña,=
R.
C., González, A. M., & Robles, M. I. (2000). Hipoacusia por ruido: Un
problema de salud y de conciencia pública. Revista de la Facultad de Medic=
ina
UNAM, 43(2), 41–42.
https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumen.cgi?IDARTICULO=3D2762=
Chang, =
T.
W., Huang, H. Y., & Datta, S. (2019). Design and Fabrication of a
Responsive Carrier Component Envelope. Buildings 2019, Vol. 9, Page 84, 9(=
4),
84. https://doi.org/10.3390/BUILDINGS9040084
Çolakka=
dıoğlu,
D., Yücel, M., Kahveci, B., & Aydınol, Ö. (2018). Determination of
noise pollution on university campuses: a case study at Çukurova University
campus in Turkey. Environmental Monitoring and Assessment 2018 190:4, 190(=
4),
1–14. https://doi.org/10.1007/S10661-018-6568-8
Goines,=
L.,
& Hagler, L. (2007). Noise pollution: A modern plague. Southern Medical
Journal, 100(3), 287–294. https://doi.org/10.1097/SMJ.0B013E3180318BE5
Hossein=
i,
S. M., Mohammadi, M., & Guerra-Santin, O. (2019). Interactive kinetic
façade: Improving visual comfort based on dynamic daylight and occupant’s
positions by 2D and 3D shape changes. Building and Environment, 165, 10639=
6.
https://doi.org/10.1016/J.BUILDENV.2019.106396
Ishizuk=
a,
T., & Fujiwara, K. (2012). Traffic noise reduction at balconies on a
high-rise building façade. The Journal of the Acoustical Society of Americ=
a,
131(3), 2110. https://doi.org/10.1121/1.3682052
Johnsen,
K., & Winther, F. v. (2015). Dynamic Facades, the Smart Way of Meeting=
the
Energy Requirements. Energy Procedia, 78, 1568–1573.
https://doi.org/10.1016/J.EGYPRO.2015.11.210
Kent C. Bloomer, C. W. M. R. J. Y. B. Y. (1977). Body, Memory, and Architecture:
Album. Yale University Press.
https://yalebooks.yale.edu/9780300021424/body-memory-and-architecture=
Koh, H.=
W.,
Le, D. K., Ng, G. N., Zhang, X., Phan-Thien, N., Kureemun, U., & Duong=
, H.
M. (2018). Advanced Recycled Polyethylene Terephthalate Aerogels from Plas=
tic
Waste for Acoustic and Thermal Insulation Applications. Gels
2018, Vol. 4, Page 43, 4(2), 43. https://doi.org/10.3390/GELS402=
0043
Martínez Gavilanes, J., Sellers Walden, C., Salgado
Castillo, F., Carranco Zumba, S., & Espinoza Saquicela, D. (2018,
noviembre 26). Ruido en Cuenca 2012-2018 | Universidad del Azuay Casa Edit=
ora.
1–48. https://publicaciones.uazuay.edu.ec/index.php/ceuazuay/catalog/book/=
95
Méndez Martínez, Carlos Fernando. (2023). Polución acús=
tica
en las instalaciones de la Universidad Católica de Cuenca-centro histórico=
.
Monroy, Manuel Martín. (2006). Manual del Ruido: Vol.
volumen IV (Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria, Ed.; Ayuntamiento =
de
Las…). Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria.
https://issuu.com/casilisto/docs/manual-4--ruido<=
/p>
Ministerio de Educación. (2012). Estándares de Calidad
Educativa.
https://educacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/03/estandares_2=
012.pdf
Ministerio del Ambiente. (2003). Limites permisibles=
de
niveles de ruido ambiente para fuentes fijas y fuentes móviles, y para
vibraciones. Decreto No 3.516 416 www.ambiente.gob.ec<=
/o:p>
Omar, D., Julia, M., Gobierno, E., & Descentralizad=
o,
A. (2015). Elaboración del mapa de ruido del área urbana de la Ciudad de
Cuenca – Ecuador, empleando la técnica de interpolación geoestadística Kri=
ging
ordinario. Ciencias Espaciales, 8(1), 411–440.
https://doi.org/10.5377/CE.V8I1.2059
Organización Mundial de la Salud [OMS]. (s. f.).
Problemas de salud derivados de la contaminación acústica.
https://www.who.int/publications/es/
Petraglia, L. (2018). Innovaciones en la biomimética.
Envolventes dinámicas. Arquitecno, 0(11), 97–102.
https://doi.org/10.30972/ARQ.0114201
Platzer M, U., Iñiguez C, R., Cevo E, J., & Ayala R=
, F.
(2007). Medición de los niveles de ruido ambiental en la ciudad de Santiag=
o de
Chile. Revista de otorrinolaringología y cirugía de cabeza y cuello, 67(2),
122–128. https://doi.org/10.4067/S0718-48162007000200005=
Real Academia Española [RAE]. (2022). Definición de
contaminación acústica - Diccionario panhispánico del español jurídico - R=
AE.
https://dpej.rae.es/lema/contaminaci%C3%B3n-ac%C3%BAstica
Rasmuss=
en,
B. (2010). Sound insulation between dwellings – Requirements in building
regulations in Europe. Applied Acoustics, 71(4), 373–3=
85.
https://doi.org/10.1016/J.APACOUST.2009.08.011
Sánchez Mendieta, C. (2020, enero 4). 919 vehículos más=
se
matricularon en Cuenca - Diario El Mercurio. 1–1.
https://elmercurio.com.ec/2020/01/04/919-vehiculos-mas-se-matricularon-en-=
cuenca/
Taghipo=
ur,
A., Sievers, T., & Eggenschwiler, K. (2019). Acoustic Comfort in Virtu=
al
Inner Yards with Various Building Facades. International Journal of
Environmental Research and Public Health 2019, Vol. 16, Page 249, 16(2), 2=
49. https://doi.org/10.3390/IJERPH16020249
Universidad Católica de Cuenca. (2001). Campus General
Torres.
https://www.ucacue.edu.ec/la-universidad/campus-universitario/sede-=
matriz/campus-general-torres/
Vardaxis, N. G., Bard, D., &
Persson Waye, K. (2018). Review of acoustic comfort evaluation in
dwellings—part I: Associations of acoustic field data to subjective respon=
ses
from building surveys: 25(2), 151–170. https://doi.org/10.1177/1351010X=
18762687
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
&nb=
sp;
El
artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no
necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Conciencia Digital.
El
artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parc=
ial
y/o total en otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Conciencia Digital.<=
/o:p>
=