ABC DE LA ACÚSTICA
La acústica óptima de una sala es el resultado de una compleja interacción de diversos factores en los que influyen tanto las características físicas de la sala como su uso previsto. Para mejorar la acústica de una sala, es fundamental no sólo comprender los principios físicos de la propagación del sonido, sino también tener en cuenta la percepción individual del sonido y los efectos de los distintos fenómenos acústicos. Una comprensión básica de los términos acústicos más importantes, tal y como se presentan en el "Pequeño ABC de la acústica", es esencial para seleccionar los materiales adecuados para optimizar la acústica de la sala.
Acústica de edificios frente a acústica de salas
Si ahora observamos los efectos del sonido sobre las personas en una habitación cerrada, podemos ver la siguiente diferencia fundamental:
En el campo de la acústica de edificios, una de las cuestiones que se abordan es cómo evitar que el sonido penetre en una habitación cerrada, es decir, el aislamiento acústico. La acústica de recintos, por su parte, es el estudio de la propagación del sonido dentro de recintos cerrados e intenta investigar los medios por los que se puede influir de forma óptima en la propagación del sonido dentro del recinto, a menudo mediante la atenuación del sonido (absorción) y la reflexión o difusión dirigidas.
Audición humana
Nuestro oído humano percibe las fluctuaciones de la presión atmosférica, que se denominan ondas sonoras y son provocadas por un evento sonoro. El tono de un evento sonoro viene determinado por la frecuencia del sonido ƒ, es decir, el número de oscilaciones por segundo, descrito por la unidad SI Hertz [Hz]. Cuanto menor es la frecuencia, mayor es la longitud de onda de la onda sonora, por lo que el oído humano percibe frecuencias de aproximadamente 20 Hz a 20.000 Hz. En la planificación acústica, todos los parámetros deben considerarse siempre dependientes de la frecuencia para garantizar una planificación limpia y significativa.
No todas las señales audibles cubren toda la gama de frecuencias del oído humano. El habla humana, por ejemplo, se extiende desde aproximadamente 125 Hz hasta 8 kHz. Por lo tanto, esta gama es especialmente importante para la planificación de la acústica de recintos. La composición frecuencial de una señal da lugar a su color sonoro característico.
Un evento sonoro también debe tener un volumen determinado para ser percibido por el oído. Es lo que se conoce como umbral de audición, que también depende de la frecuencia. El oído humano es más sensible a los sonidos entre 500 Hz y 4 kHz, mientras que los sonidos graves por debajo de 100 Hz sólo se perciben a volúmenes altos.
Tiempo de reverberación
La medida más importante cuando se considera la acústica de una sala es el tiempo de reverberación T. Este parámetro se utiliza para describir el tiempo que tarda un evento sonoro en decaer hasta una millonésima parte de su energía original, es decir, en perder 60 dB de nivel.
Si se produce un evento sonoro en una sala, las ondas sonoras se propagan de forma más o menos esférica por toda la sala, dependiendo de la característica direccional de la fuente sonora. Sólo una parte de la energía sonora llega directamente al oyente. Una gran parte de la energía sonora llega al oyente con retraso a través de las reflexiones de las superficies de la sala. Cuantas más superficies duras haya en una sala, más frecuentemente se reflejará la onda sonora en la sala y más reflexiones llegarán al oyente, con lo que el tiempo de reverberación será mayor. Por tanto, el tiempo de reverberación puede reducirse y regularse introduciendo superficies que absorban el sonido.
En función del volumen de la sala, se persiguen distintos tiempos de reverberación para distintos tipos de uso:
Absorción acústica
Para reducir la reverberación en una sala, hay que utilizar materiales que absorban el sonido. A menudo se utilizan los llamados absorbentes porosos, es decir, materiales con cierta porosidad, como los textiles o las espumas de poros abiertos. En tales materiales, la energía acústica incidente se convierte en calor por efectos de fricción y difracción dentro del material y, por tanto, se "absorbe". Los absorbedores de membrana (también conocidos como transductores de panel) o los absorbedores de Helmholz, que absorben la energía sonora incidente según un principio físico diferente, se utilizan con menos frecuencia. La propiedad de que un material puede absorber el sonido se especifica con el valor adimensional α (coeficiente de absorción acústica). Se aplica lo siguiente:
- α = 1 corresponde a una absorción del 100
- α = 0 corresponde a una reflexión del 0%.
La capacidad de los distintos materiales para absorber el sonido depende en gran medida de la frecuencia, por lo que la absorción acústica en la cámara reverberante también se mide y especifica en función de la frecuencia. Para facilitar la clasificación de los materiales, se puede calcular un valor medio a partir del coeficiente de absorción acústica en función de la frecuencia, que se asigna a una clase de absorbente acústico:
Al medir el coeficiente de absorción acústica en la sala reverberante, el tipo de instalación también es decisivo para el valor medido. Por lo tanto, los valores de absorción medidos de las cortinas acústicas no pueden darse en términos generales, sino que deben darse siempre en relación con la configuración de ensayo respectiva. Medimos nuestras cortinas de forma estándar con una distancia de 100 mm de la pared y con un margen de pliegue del 0% y del 100%.
Aislamiento acústico
En el campo de la acústica de edificios, el índice de reducción acústica de un componente de un edificio es especialmente importante. Indica en qué medida se impide la propagación del sonido incidente. En comparación con la absorción, no se trata de reducir las reflexiones (y, por tanto, el tiempo de reverberación) dentro de una sala cerrada, sino de reducir el volumen entre dos partes de una sala o salas separadas. El aislamiento acústico de un componente de construcción depende en gran medida de su peso y de la composición de los materiales.
El índice de reducción acústica R se expresa en dB, es decir, en la misma unidad que el nivel de presión acústica. La duplicación de la presión sonora corresponde a un aumento del nivel medido de 6 dB. Sin embargo, el volumen percibido de una señal depende de muchos otros factores, como la duración de la exposición, la frecuencia o la composición espectral. Una duplicación del volumen percibida subjetivamente corresponde a una diferencia de nivel de unos 10 dB.
Nivel de presión sonora
La magnitud física utilizada para caracterizar la fuerza de los eventos sonoros es la presión sonora, medida en pascales [Pa]. El oído humano puede percibir una gama muy amplia de fluctuaciones de presión en el aire. Hay un factor de 1:1.000.000 entre el umbral de audición (aprox. 20 μPa) y el umbral del dolor (20 Pa). Para una representación clara, la presión sonora se da como una relación con el umbral de audición, que también se corresponde más estrechamente con la impresión auditiva humana. El resultado es la unidad decibelio [dB] para los niveles sonoros.
Resistencia al flujo
Como se ha descrito en el capítulo dedicado a la absorción acústica, en los absorbentes porosos, entre los que se encuentran la mayoría de las cortinas, el ruido de impacto se consigue mediante efectos de fricción en el material. Para permitir dicha fricción, la denominada resistencia al flujo debe situarse en un rango entre 500 y 1500 Pa s/m. Si el valor es significativamente inferior, el material puede describirse como permeable al sonido; si el valor es significativamente superior, una gran proporción de la energía sonora se refleja o atraviesa el material sin que se produzca una mayor absorción de la energía sonora.
La resistencia al flujo proporciona una indicación de las propiedades acústicas de un material, independientemente de las condiciones de instalación. Sin embargo, las propiedades acústicas reales de un componente deben considerarse siempre en relación con la instalación in situ, para la que se mide el coeficiente de absorción acústica.
