Acondicionamiento Acústico.

El acondicionamiento acústico es una parte fundamental en el diseño de diferentes recintos ya que cuando no poseen las características acústicas apropiadas el sonido no se difunde correctamente. Éste engloba todas las técnicas destinadas a corregir y adecuar el campo sonoro al interior de los mismos, logrando así los objetivos acústicos deseados.

Es necesario conocer el comportamiento sonoro de una sala para poderlo acondicionar acústicamente. De esta forma, se recurre a programas informáticos de simulación, como EASE, que nos permiten un análisis del campo sonoro dentro de la sala, proporcionando parámetros acústicos y auralizaciones. El diseño de salas destinadas a la interpretación musical es, sin lugar a dudas, el más complejo desde el punto de vista acústico. Por una parte no existen fórmulas magistrales que puedan garantizar a priori la calidad acústica de una sala y por otra parte cada tipo de música requiere un recinto con unas características acústicas específicas y diferentes.

A lo largo de las últimas décadas se han hecho importantes esfuerzos encaminados a relacionar las valoraciones subjetivas sobre la calidad acústica de una sala con una serie de parámetros objetivos (físicamente medibles). Aunque en la actualidad todavía nos encontremos lejos de conseguir una perfecta correspondencia entre lo objetivo y lo subjetivo, el progreso en este sentido es notorio.

Por otra parte, el margen de valores recomendados para cada parámetro no se ha establecido como fruto de profundos estudios matemáticos, sino que se ha fijado siguiendo un proceso totalmente empírico. Tal proceso ha constituido en analizar un numeroso conjunto de salas de conciertos de todo el mundo y en determinar los valores de sus parámetros acústicos más representativos.

Los valores correspondientes a aquellos recintos considerados unánimemente como excelentes desde un punto de vista acústico han sido los elegidos como patrón para el diseño de nuevas salas.

El éxito en el diseño no radica solo en lograr que tales valores se hallen dentro del margen deseado, sino en que ello ocurra en todos los puntos de la sala, es decir, en que exista una uniformidad del sonido. Un oyente ubicado en un punto cualquiera de la sala recibe dos tipos de energía acústica, estas dos contribuciones son el sonido directo y el sonido reverberado o reflejado (1.11).

Debido a las características de uso de la sala, definida como sala musical, se busca la mayor adaptación posible para las diferentes condiciones musicales.

Inicialmente, podemos hablar de dos tipos de acondicionamiento acústico:

2.3.1. Acondicionamiento Primario: se aplica durante la fase de diseño, previo a la construcción de la sala. Así, mediante la utilización de programas de simulación acústica, es posible analizar el efecto que tiene la utilización de distintos materiales de construcción y de esta forma seleccionar los más idóneos; así mismo, también se puede variar la geometría y el volumen de la sala para que se adapte a los requisitos acústicos: tiempo de reverberación óptimo, eliminación de ecos, etc.

2.3.2. Acondicionamiento Secundario: se aplica una vez que se haya construida la sala. Sirve para corregir las deficiencias acústicas de la misma mediante la aplicación de materiales acondicionadores tales como: absorbentes, difusores, reflectores o resonadores. Las soluciones que se adopten dependerán del defecto que se trate de eliminar o, al menos, reducir.

El acondicionamiento primario proporciona resultados más óptimos. En el caso de la sala

La comprensión del comportamiento del sonido en recintos es el objetivo fundamental para conseguir un acondicionamiento acústico correcto.

Tres diferentes disciplinas han sido desarrolladas para afrontar el problema: a. La acústica geométrica.

b. La acústica estadística. c. La acústica ondulatoria.

2.3.3. Acústica Geométrica:

En este se asocia un rayo de propagación a la onda sonora creada al interior de una sala. Es decir, imaginamos in conjunto de rayos que, emanando de una fuente sonora, siguen la dirección en que la onda se propaga.

Tales rayos no tienen una entidad física, son simplemente líneas que se dibujan perpendiculares al frente de onda que se expande. La aplicación de tal método, aunque es útil muchas veces, posee las siguientes restricciones:

a. Las longitudes de onda del sonido deben ser pequeñas en comparación con las dimensiones de la sala y los obstáculos allí existentes. De no ser así, pueden aparecer fenómenos de difracción difíciles de evaluar que alteran totalmente la imagen de partida hipotética.

b. La impedancia del medio (aire) debe ser muy inferior a la impedancia de las paredes reflectantes (coeficiente de absorción muy bajo).

Las anteriores, afectan de modo muy importante a los métodos informáticos de simulación de datos que operan trazando rayos.

De estos datos básicos se puede formular la siguiente ley de reflexión equivalente a la teoría óptica de espejos: “Los rayos sonoros incidentes y reflejados yacen en un mismo plano, donde el ángulo de incidencia y de reflexión son iguales”.

Esta aproximación de la acústica a la óptica geométrica nos permite suponer que una fuente sonora puntual colocada delante de un plano de reflexión producirá una fuente imagen a igual distancia del plano, en su posición simétrica, emanado en la dirección de los rayos reflejados. La potencia efectiva de la fuente imagen dependerá de la absorción del plano de incidencia de los rayos sonoros. El tratamiento acústico mediante este método de imágenes puntuales se denomina teoría de las imágenes o de las reflexiones especulares.

2.3.4. Acústica Estadística:

Imaginemos que una fuente sonora que empieza a radiar energía acústica en el interior de una sala. Al principio, las ondas sonoras se propagan libremente durante un tiempo relativamente breve, que depende de la distancia de la fuente sonora a las paredes de la sala; entonces las ondas sonoras se reflejan en ellas, de modo de que las ondas reflejadas se superponen sobre las incidentes.

Este proceso se repite sucesivamente hasta que, después de cierto tiempo, se alcanza un estado estacionario en el que la energía presente en la sala no se incrementa. Esto significa que las superficies de contorno del recinto absorben la energía que es radiada por la fuente sonora. Entonces, la densidad de energía media en la sala permanece constante.

Partiendo de este concepto, está claro que silenciando la fuente sonora, la densidad de energía establecida en la sala no puede desaparecer inmediatamente; se requiere cierto tiempo para que la energía sonora acumulada en el espacio aéreo de la sala sea absorbida y se extinga hasta convertirse en inaudible.

Esta condición es muy importante en la práctica, ya que el habla , la música y prácticamente todos los sonidos producidos que contienen sílabas palabras, notas musicales , permanecerán sonando; esto es lo que se conoce como reverberación, y su influencia es muy importante en el estudio de la conducta de una sala.

Para estudiar el fenómeno descrito no basta con examinar el camino seguido por los “rayos sonoros” individuales emitidos, sino que es necesario calcular estadísticamente los rayos sonoros en su totalidad. Este método de análisis es lo que se denomina acústica estadística de salas.

2.3.5. Acústica Ondulatoria:

Ninguno de los métodos descritos anteriormente da cuenta de la naturaleza ondulatoria del sonido; ellos usan imágenes geométricas de los rayos y las reflexiones. Para abarcar el carácter ondulatorio de sonido, se requiere abordar el problema mediante el tratamiento matemático de la ecuación de ondas con las correspondientes condiciones de contorno. Desde este ángulo, veremos que una sala rectangular puede ser considerada como un resonador complejo que tiene diversos modos normales de vibración, cada uno con su propia frecuencia de amortiguamiento de la vibración libre. Los valores de estas frecuencias discretas dependen exclusivamente de las dimensiones de las salas y se denominan generalmente autotonos o autofrecuencias.

Cuando un sonido que emite diferentes frecuencias, como por ejemplo, música, es introducido en una sala, ocurre que aquellos componentes del sonido que están cerca de una autofrecuencias de la sala serán acentuados mientras el sonido esté presente, y tenderá a decaer más lentamente que los otros tonos cuando el sonido cese.

En las salas pequeñas y en bajas frecuencias, las autofrecuencias de la sala están normalmente muy espaciadas. Ello dará lugar a una respuesta irregular de la sala y el sonido estará influenciado por los autotonos.