Acústica Arquitectónica

Existen muchas construcciones donde tener una buena acústica es muy importante. Por ejemplo en teatros, cines, auditorios, iglesias o salas de grabación.

Yasab (pitheas) ya nos había hablado un poco de este tema (como pueden ver aquí). En esa entrada, Yasab nos explica cómo se aprovecha la reflexión del sonido en algunos lugares, como las algunas pirámides mayas, para lograr hablar con otra persona estando a distancias relativamente grandes.

Hoy vamos a profundizar un poco más, en particular vamos a preguntarnos ¿Cómo le hacemos para que nuestro recinto tenga una buena acústica? ¿Qué dice la física al respecto?

Cuando el sonido es reflejado en una pared, parte de la energía que llevaba es reflejada y otra parte es absorbida por la pared. Cuando logramos distinguir el sonido reflejado decimos que hay eco. Para que podamos distinguir el eco debemos estar mínimo a 17 metros de la pared que refleja; a distancias más pequeñas nuestro oído es incapaz de detectar el sonido reflejado. Sin embargo aunque no podamos distinguir el eco a distancias pequeñas, el eco modifica la forma en que percibimos el sonido original, a esto se le llama reverberación.

Históricamente, los griegos fueron los primeros en tomar en cuenta las construcciones para obtener una mejor acústica. Por ejemplo, sus teatros aprovechaban las gradas como grandes reflectores. De esta forma lograban que el sonido reflejado se sumara al sonido directo. Con esto, llegaban a cuadruplicar la sonoridad del recinto. Perfecto para disfrutar el teatro.

Los romanos retomaron las ideas de los griegos, pero en vez de usar paredes planas para las gradas, usaban paredes curvas. Actualmente muchos espacios abiertos siguen usando el modelo clásico que dejaron los griegos y romanos,  solo a veces, utilizan paredes con forma de concha o caparazón.

Teatro griego

Teatro romano

La acústica arquitectónica moderna llegó en 1895, con la inauguración del Museo de Arte Fogg (el museo de arte más antiguo de la Universidad de Harvard), el cual, en un principio, tenía una acústica tan mala que apenas eran distinguibles las palabras de los oradores. Para solucionar el problema pidieron ayuda al físico estadounidense Wallace Clement Sabine.

Sabine se puso a estudiar el problema, y concluyó que la calidad acústica de un recinto depende tanto del tamaño de la cámara, como de la suma de las superficies de absorción (es decir, que tanto sonido absorben las paredes). A la relación la llamó tiempo de reverberación, y actualmente se sigue utilizando para la medición de la calidad acústica de una sala.

La fórmula en cuestión es T=0.161\frac{V }{A\alpha} donde V es el volumen del recinto, A es la superficie de absorción, y  es el coeficiente de absorción del material.

Una vez hechos sus estudios, Sabine descubrió que el museo presentaba mucha reverberación. Terminó solucionando el problema colocando fieltro en las paredes, que resulta ser un buen absorbente acústico. Gracias a eso, la acústica del lugar mejoró notablemente y se pudo utilizar la sala sin mayores problemas.

¿Cuál es el mejor tiempo de reverberación se estarán preguntando? Pues depende del uso que le quieran dar a la sala. Por ejemplo, para los discursos es conveniente un recinto con un tiempo de reverberación corto, debido a que las vocales resuenan más y pueden enmascarar a las consonantes que les siguen. Por otro lado, para la música es más conveniente un tiempo de reverberación más grande, pues así se empalman mejor los sonidos y se disimulan los pequeños errores  que pueden ocurrir durante la ejecución.

Otro concepto importante que se debe tomar en cuenta cuando están pensando en la acústica de una construcción cerrada es el campo sonoro. El campo sonoro no es más que la presión sonora en cada punto del espacio (es decir, que tanto sonido llega dependiendo de en qué parte estén parados). Podemos partir el campo sonoro en 2 partes, el campo directo y el campo reverberante. Es muy fácil de entender, el campo directo contiene la parte de sonido que proviene directamente de la fuente, y disminuye conforme nos alejamos de esta. El campo reverberante contiene el sonido debido a la reflexión de las paredes, que al contrario del campo directo, permanece constante en ambientes cerrados. Esto debido a que la intensidad del sonido reflejado en un punto es la suma del sonido reflejado de todas direcciones, así que al final da igual donde te pares.

Así en un recinto cerrado, si nos encontramos cerca de la fuente de sonido percibimos principalmente sonido del campo directo, mientras que si estamos alejados percibimos en una mayor medida del campo reverberante.  Por esta razón también se les llama campo cercano y campo lejano.

Hay otro fenómeno más que se da en salas pequeñas: la resonancia. La resonancia es un fenómeno, que favorece ciertas frecuencias. Esto es, el sonido de una nota específica sobre las demás, además de tener un tiempo de reverberación más largo. Nuevamente, dependiendo de nuestras necesidades será bueno o no tener resonancia. Por ejemplo, la resonancia favorece al canto solista, por lo cual es agradable cantar en el baño, pero en la música crea un efecto desagradable, pues distorsiona lo que se quiere escuchar.

Por último, cuando la sala es grande o irregular las resonancias tienden a estar más cercas entre sí, y se terminan convirtiendo en reverberación.

———-

P.D Con está entrada participamos en la Edición XXIX del Carnaval de Física, que este mes se celebra en Zurdorium.

———-

Fuentes

[1] Ruiz Yasab. Imperio de la Ciencia. https://imperiodelaciencia.wordpress.com/2011/11/08/la-respuesta-en-un-susurro/

[2] Wikipedia. Acústica Arquitectónica http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica_arquitect%C3%B3nica

[3] Acústica y Sistemas de Sonido. Capítulo 4. Acústica Arquitectónica.

http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/cap04.pdf

Imágenes

[1] http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Teatin.svg

[2] http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Teatout.svg 

Anuncios

2 comentarios el “Acústica Arquitectónica

  1. Muy bien explicado, yo participo en algunos actos culturales y de vez en cuando hemos ido a algunos colegios e institutos donde tenían un salón de actos con un escenario, las paredes y techos, al estar diseñados de forma muy lineal y recta, provocaban muchas reflexiones y había que afinar mucho los equipos de audio. Fue entonces cuando se nos habló de colocar cortinas acústicas y otros elementos verticales similares para que absorbieran mejor el sonido y así eliminara el eco. Os dejo una empresa que nos hicieron estas cortinas para uno de los institutos, el resultado fue notable y muy favorable. http://www.cantabricadetextiles.com/fabricantes-de-cortinas-acusticas

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s