12. agosto 2019

Acústica extrema en el campo de tiro

Acústica extrema en el campo de tiro

Imagínese la siguiente situación de película policíaca: Dos policías persiguen a un criminal en una zona industrial con altos muros y columnas de hormigón. Todos los involucrados han sacado sus armas y disparan tan pronto como el enemigo sale de su cobertura. El bien finalmente prevalece y el criminal es perseguido; a los policías se les permite darse palmadas en el hombro.

¿Qué tiene de malo esta escena? Si hubiera ocurrido así, todos los implicados estarían temporalmente sordos y podrían sufrir daños auditivos permanentes como consecuencia del trauma de la explosión.

Como fabricante de instrumentos de medición, nos preguntamos qué tan alto es realmente el ruido de disparo y contactamos con un campo de tiro interior.

El RMS Shooting Anstalt en Schaan, Liechtenstein, opera uno de los campos de tiro más modernos con su propio restaurante en el triángulo fronterizo de Alemania, Austria y Suiza. Además de los deportistas y tiradores profesionales, el personal de seguridad también utiliza las instalaciones para el entrenamiento profesional.

Carmelo Pasquale Accardi, propietario de la empresa, diseñó el moderno campo de tiro de alta tecnología en asociación con un restaurante público. El campo de tiro cubierto está situado en el corazón de la zona industrial de Schaan, rodeado de una gran variedad de empresas. Un aislamiento acústico extremadamente bueno y una ventilación potente son los puntos centrales del campo de tiro junto a las instalaciones técnicas ultramodernas. El sistema electrónico permite unidades de entrenamiento dinámicas para objetivos de pie y en movimiento. El Sr. Accardi es también la persona de contacto local responsable de la seguridad y la ejecución en el campo de tiro y gestiona toda la operación. El concepto RMS Shooting fue realizado por Horst Marxer como una extensión del instituto de seguridad RMS en Schaan.


RMS
Moderno campo de tiro interior con 8 pistas en 25m

Después de recibir un acceso exclusivo al campo de tiro, quisimos medir no sólo el ruido de tiro, sino también la acústica de la sala del puesto de tiro, con el fin de obtener una impresión de las exigencias que se imponen a un campo de tiro moderno. Los tiempos de reverberación largos no son deseables debido a la posible alta cadencia de disparo.

Medición sin ruido de disparo
¿Cuál es el tiempo de reverberación ideal en una sala de disparo? El nivel de ruido no sólo es alto durante el disparo. El sistema de ventilación fuerte también tiene una influencia notable en la acústica. Por lo tanto, medimos la sala antes de la puesta en marcha para determinar los dos valores básicos de ruido. ¿Qué tan alto es esto con la ventilación conectada y sin ella?

El tiempo de reverberación de la sala se midió con el dodecaedro DS3. El DS3 se colocó en el centro de la sala, es decir, entre la posición de disparo y el blanco, para conseguir una propagación del ruido lo más uniforme posible en la sala. El nivel de silencio de la habitación con la ventilación desconectada es de 54,1 dB. El sonómetro XL2 se utilizó para medir el nivel sonoro a una distancia de cuatro metros del altavoz (parlante) DS3. El dodecaedro DS3 utilizado proporciona una potencia sonora de 121 dB ref 1 pW.


El altavoz (parlante) dodecaedro DS3 en el espacio
El altavoz (parlante) dodecaedro DS3 en el espacio

También queríamos saber si el ruido del aire regenerado por el sistema de ventilación influyó en los niveles máximos o en el tiempo de parada. Por esta razón, realizamos todas las mediciones con y sin ventilación.


Tiempo de reverberación sin (rojo) y con (rosa) ventilación
Tiempo de reverberación sin (rojo) y con (rosa) ventilación

Al medir con el dodecaedro, la medición del tiempo de reverberación con la ventilación desconectada no presentaba ningún problema. Sin embargo, tan pronto como la ventilación estaba en marcha, ya no era posible suministrar suficiente energía en todas las bandas con un nivel de ruido ambiente superior a 80 dB. Esto redujo la precisión de la medición en consecuencia.

¿Qué tan fuerte es el ruido de los disparos ahora?
Para evitar sobrecargar el dispositivo de medición, el micrófono para la medición de nivel se colocó 30 grados delante del tirador a una distancia de 2,5 m.

Esta fue la posición de medición más cercana posible, lo que dio como resultado niveles de pico no sobreexcitados de 154,1 dB. Calculando este nivel a una distancia de 0,7 m (oreja - pistola), el nivel máximo en la oreja alcanza 165,2 dB. En este nivel, sin una protección suficiente, lo más probable es que la audición se dañe de forma permanente por el trauma de la explosión


Medición de nivel a una distancia de 2,5 m
Medición de nivel a una distancia de 2,5 m


Serie de 6 disparos con LCpkMax (azul), LCIMax (rojo) y LAFMax (verde) a una distancia de 2.5m
Serie de 6 disparos con LCpkMax (azul), LCIMax (rojo) y LAFMax (verde) a una distancia de 2.5m

La misma secuencia de disparo fue registrada con un segundo dispositivo a una distancia de 8,5 m. En esta posición, el nivel máximo de LCpkMax seguía siendo de 143,8 dB.


La misma secuencia de disparo en una decencia de 8 metros.
La misma secuencia de disparo en una decencia de 8 metros.

Nosotros sabíamos que para una medición estándar de impulsos muy cortos, una tasa de muestreo más alta de 192 kHz era ideal. Sin embargo, en esta aplicación de medición la frecuencia de muestreo existente de 48 kHz del XL2 era suficiente, ya que la mayor parte de la energía acústica del ruido de disparo se concentra en la gama de frecuencias medias, lo que conduce a una alta precisión de repetición de los resultados de medición.

Si ahora transferimos esta situación de medición a nuestra escena del crimen, entonces la pérdida de audición ocurrirá con alta probabilidad con todos los implicados ya después del primer disparo, independientemente del protagonista que lo haya realizado.

Como estaba previsto para el experimento, se investigó si los niveles máximos cambian con la ventilación activada. El gráfico muestra muy claramente cómo aumenta el nivel de fondo debido a la ventilación. Sin embargo, los niveles máximos de la salida de disparo no se ven afectados.


Secuencia de disparo sin / con / sin ventilación
Secuencia de disparo sin / con / sin ventilación

Los tiradores entrenados saben que los protectores auditivos deben usarse en la sala de tiro. La atenuación de una buena protección auditiva alcanza los 35-40 dB en frecuencias medias a altas, mientras que las frecuencias bajas por debajo de 500 Hz sólo se atenúan en 15-20 dB.

La energía principal del bang se encuentra en frecuencias de 1 kHz y superiores. Suponiendo una atenuación realista de 35 dB, los niveles máximos de casi 130 dB siguen llegando al oído del tirador. Por lo tanto, se recomienda a las personas sensibles o cronológicamente expuestas que combinen adicionalmente el protector auditivo con un tapón o un molde para los oídos.

En la sala contigua al campo de tiro hay un restaurante público. Por lo tanto, fue interesante saber cuán bueno es el aislamiento acústico del ruido de los disparos hacia el exterior.


Pulso de disparo medido en la sala de tiro (izquierda), antesala (centro) y restaurante (derecha)
Pulso de disparo medido en la sala de tiro (izquierda), antesala (centro) y restaurante (derecha)

Sobre la base del leq a corto plazo, la puerta del vestíbulo atenúa 44 dB y la zona de restaurante escucha el ruido de disparo atenuado en 80 dB. Con un nivel máximo de 65 dB, apenas es audible con la música de fondo desactivada y la ventilación desactivada. Por lo tanto, se puede afirmar en este punto que el aislamiento acústico tiene un efecto excelente.

Clima acústico perfecto en la sala
Los tiempos de reverberación medidos y los valores de aislamiento confirman lo que el ojo percibe en la habitación: la acústica es tan agradable y funcional como el propio campo de tiro. En general, no hay una relación ideal para los campos de tiro. "Ya en la fase de planificación, seleccionamos los equipos y materiales de tal manera que no sólo se creen condiciones perfectas para una buena experiencia de tiro, sino que también se cree un clima agradable en la sala", explica Pasquale Carmelo Accardi, Director General de RMS Shooting Anstalt y responsable de la seguridad y la formación durante el funcionamiento. "Para mí es muy importante que nuestros clientes puedan realizar con nosotros el mejor entrenamiento posible y personalizado. Pero esto sólo es posible si se sienten seguros y, sobre todo, cómodos.

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