15 – 19 November 2010
160th ASA meeting 7o Congress FIA 17o Congress IMA
CANCUN – MEXICO
160-2107: Tests of sound absorption of seats of the Colon Theatre in Buenos Aires
Nilda Vechiatti, Federico Iasi, Ariel Velis, Alejandro Armas, Daniel Tomeo, Horacio Bontti
Commission of Scientific Research of Buenos Aires Province, Acoustic and Lighting Laboratory, Centenario y 506, (1897) Gonnet, Argentina,
E-mail: ciclal@gba.gov.ar
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico
Ensayos de absorción sonora de butacas del Teatro Colón de Buenos Aires
Nilda Vechiatti, Federico Iasi, Ariel Velis,Alejandro Armas, Daniel Tomeo, Horacio Bontti
Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires, Laboratorio de Acústica y Luminotecnia, Centenario y 506, (1897) Gonnet, Argentina - E-mail:
ciclal@gba.gov.ar
Abstract
Having 100 years after its inauguration, the Teatro Colón in the city of Buenos Aires, one of the leading opera and symphonic music in the world, and one of the main architectural monuments of the Argentine Republic, has taken a conservative restoration and a technological update. This has given rise to the realization of projects that ensure its value with the undeniable premise implementation retain its acoustic properties. The methodology used for the selection of textile materials and objects replacements with influence in the acoustics of the room was subjected to laboratory, samples of the originals and possible replacements for characterizing objectively and verify that they have similar properties fonoabsorbentes tests. This work presents the laboratory which allowed the selection of textile material of armchairs replacement procedure.
Resumen
Habiendo transcurrido 100 años desde su inauguración, el Teatro Colón de la Ciudad de Buenos Aires, uno de los más destacados de ópera y de música sinfónica del mundo, y uno de los principales monumentos arquitectónicos de la República Argentina, ha requerido una restauración conservativa y una actualización tecnológica. Esto ha dado lugar a la realización de proyectos que aseguraran su puesta en valor con la premisa incuestionable de conservar su calidad acústica. La metodología empleada para la selección de reemplazos de materiales textiles y de objetos con influencia en la acústica de la Sala, consistió en someter a ensayos de laboratorio, muestras de los originales y de los posibles reemplazos, con el fin de caracterizarlos objetivamente y verificar que tuvieran similares propiedades fonoabsorbentes.
En este trabajo, se presenta el procedimiento de laboratorio que permitió la selección del reemplazo del material textil de las butacas.
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico 1 Introducción
La restauración conservativa y actualización tecnológica que requirió el Teatro Colón de la Ciudad de Buenos Aires al cumplir sus primeros 100 años, ha dado lugar a la realización de proyectos que aseguraran su puesta en valor con la premisa incuestionable de conservar su calidad acústica.
La metodología empleada para la selección de reemplazos de materiales textiles y de objetos con influencia en la acústica de la Sala, consistió en someter a ensayos de laboratorio, muestras de los originales y de los posibles reemplazos, con el fin de caracterizarlos objetivamente y verificar que tuvieran similares propiedades fonoabsorbentes.
El procedimiento de laboratorio que se presenta en este trabajo, empleado para la selección del reemplazo del material textil de las butacas, fue el resultado de una investigación que permitió llevar a cabo esta tarea combinando ensayos normalizados de mediciones de área equivalente de absorción sonora para incidencia aleatoria del sonido y mediciones de coeficiente de absorción sonora para incidencia normal.
2 Ensayos normalizados
Los ensayos de fonoabsorbentes se llevaron a cabo siguiendo dos métodos normalizados: el de cámara reverberante y el de tubo de onda estacionaria. Mientras que en cámara reverberante se obtuvo el área equivalente de absorción sonora para incidencia aleatoria (campo difuso), en el tubo se midió el coeficiente de absorción sonora para incidencia normal.
Las mediciones en cámara se realizaron de acuerdo con los lineamientos de la Norma IRAM 4065, en la cámara reverberante del Laboratorio de Acústica y Luminotecnia de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires, que cumple con los requisitos especificados en dicha norma. Para la medición de los tiempos de reverberación en cámara se utilizó el método de ruido interrumpido, con 2 posiciones de fuente sonora y 6 posiciones de micrófono, realizándose 2 registros por cada combinación fuente-micrófono, con lo cual, cada tiempo de reverberación fue leído de una curva resultante del promedio de 24 caídas de nivel sonoro, para las bandas de tercios de octavas comprendidas entre 100 y 5000 Hz.
Las mediciones en el tubo de onda estacionaria, se realizaron según la parte 1 de la Norma ISO 10534, utilizándose un tubo de onda estacionaria marca Brüel & Kjaer, modelo 4002. Con estas mediciones se obtuvieron los coeficientes de absorción para incidencia normal del sonido ( ), a partir de generar tonos puros coincidentes con las frecuencias centrales de las bandas de tercios de octavas comprendidas entre 100 y 5000 Hz, en dos rangos de ensayo: de 100 a 1600 Hz para probetas de 10 cm de diámetro (tubo grande), y de 800 a 5000 Hz para probetas de 3 cm de diámetro (tubo chico). Además, la curva para el rango de 800 a 1600 Hz se obtuvo promediando las mediciones de ambos tubos. Debido a la poca disponibilidad de material textil, los resultados se obtuvieron de cinco mediciones realizadas utilizando una misma probeta de cada tela ensayada, la que era retirada y colocada nuevamente en el porta-muestras antes de cada medición.
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico 3 Metodología de trabajo y resultados obtenidos
El primer paso consistió en medir el área equivalente de absorción sonora en cámara reverberante de butacas de platea originales. La muestra ensayada consistió en un lote de veinte butacas, en un arreglo de cuatro filas de cinco butacas cada una, que cubría una superficie total de 12 m2. Respetando la separación existente en el Teatro, las filas se ubicaron a 1,12 m de distancia entre sí.
Se realizaron ensayos para tres condiciones de ocupación: 0 %, 50 % y 100 %. Estas mediciones permitieron ver la influencia de la presencia de público, información relevante para los cálculos y las simulaciones de sala que realizaron los especialistas a cargo de la restauración. En las Fotografías 1 a 3 pueden apreciarse diferentes instancias de los ensayos iniciales.
En el Gráfico 1 se presentan las curvas del área equivalente de absorción sonora en cámara reverberante (A, en m2) en función de la frecuencia, de las butacas de platea originales en las diferentes condiciones de ocupación.
0 5 10 15 20 25
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
A [m2]
Frecuencia [Hz]
Ocupación 0% Ocupación 50% Ocupación 100%
Gráfico 1: Butacas originales – Fonoabsorción para diferentes condiciones de ocupación Respetando los criterios de conservación de patrimonio para la restauración de las butacas, los profesionales a cargo de la intervención decidieron que tanto la estructura metálica (de fundición de hierro), como los marcos de respaldo y apoyabrazos (de madera), podían restaurarse sin ser renovados. En lo que respecta al tapizado, sólo fue necesario reemplazar el terciopelo, dado que el relleno (constituido fundamentalmente por crines de animales y fibras vegetales) estaba en buenas condiciones de conservación, y no podía reemplazarse directamente con materiales de fabricación actual.
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico Fotografía 1: Butacas originales, sin ocupación
Fotografías 2 y 3: Butacas originales. Diferentes porcentajes de ocupación
Como parte de la reforma tecnológica en seguridad contra incendios, en la sala contemplaron el tratamiento ignífugo de las áreas con textiles históricos y del telón de boca. Atendiendo esta condición, las butacas se retapizaron con un terciopelo con backing ignífugo, y a continuación se sometieron al mismo ensayo de fonoabsorción que las butacas originales. Dado que se trataba de un estudio objetivo de las butacas, las mismas fueron ensayas sin personas (0 % de ocupación).
Al realizar la nueva medición en cámara, los resultados no fueron satisfactorios (ver Grafico 2).
Si bien en bajas frecuencias la curva obtenida para las butacas retapizadas resultó coincidente con la correspondiente a las butacas originales, en frecuencias medias y altas el apartamiento de ambas curvas fue inaceptable. Puede observarse que ni siquiera se superponen las áreas determinadas por la incertidumbre expandida de medición (calculada multiplicando la incertidumbre estándar combinada por un factor de cubrimiento k = 2, correspondiente a un nivel de confianza de 95% bajo distribución normal).
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico
0 2 4 6 8 10 12 14
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
A [m2]
Frecuencia [Hz]
Originales Primer Retapizado
Gráfico 2: Comparación de fonoabsorción de butacas originales y butacas retapizadas (primer reemplazo de terciopelo)
En las Fotografías 4 a 7 pueden verse las butacas retapizadas (primer retapizado).
Por este motivo, se debieron retapizar las butacas con una tela diferente, para cuya selección se decidió realizar un estudio previo. Durante ese estudio se tuvo en cuenta:
Que importar telas para retapizar 20 butacas y probar sucesivamente hasta encontrar la adecuada, insumiría demasiado tiempo y, además, implicaría un costo elevado.
Que analizando los resultados obtenidos en las dos primeras mediciones, se observó que para bajas frecuencias la absorción sonora del arreglo ensayado dependía de la separación entre filas y de la estructura de las butacas (con o sin ocupación), mientras que para frecuencias medias y altas dependía de los textiles y de la ocupación.
Que solamente se reemplazaría el terciopelo.
Sobre la base de lo analizado, se consideró que la selección de la tela para el retapizado de las butacas podría hacerse a partir de un estudio comparativo hecho en tubo de onda estacionaria.
Inicialmente se observaron en el tubo los comportamientos del terciopelo original y del terciopelo con backing ignífugo utilizado para el primer retapizado de las butacas de platea, con el fin de verificar si existía correlación entre los valores de coeficiente de absorción sonora para incidencia normal del sonido obtenidos en tubo para ambas telas y los valores de área equivalente de absorción sonora obtenidos en cámara reverberante para ambos lotes de butacas. Se armaron probetas montando las muestras de tela sobre un moletón patrón de
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico espuma de poliéster. En todos los casos, las probetas estuvieron apoyadas directamente sobre la superficie metálica del porta-muestras y la onda sonora incidía sobre el terciopelo. También se midió la fonoabsorción de la espuma de poliéster, para verificar que los valores obtenidos para las telas fueran claramente diferenciables de los de la espuma.
Fotografía 4: Lote de butacas de platea luego del primer retapizado
Fotografías 5 a 7: Detalles constructivos de butacas de platea (primer retapizado)
En las Fotografías 8 y 9 puede verse el instrumental utilizado para este estudio en tubo de Kundt, y los porta-muestras con el montaje de la probeta de terciopelo original.
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico
Fotografías 8 y 9: Estudio en tubo de onda estacionaria
Esta primera medición en tubo arrojó los resultados que pueden apreciarse en el Gráfico 3. En él se comprueba que para frecuencias medias y altas, en las que la absorción de las butacas depende de los textiles, las telas mostraron en el tubo resultados correlacionados con los de cámara reverberante. También puede apreciarse que la absorción de la espuma sola es mucho menor que la de las telas montadas sobre ella. De este modo, el método de estudio quedó validado.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
Coeficiente de absorción[%]
Frecuencia [Hz]
Tela Original Muestra Nº0 Espuma Sola
Gráfico 3: Medición en tubo de Kundt – Primera comparación (terciopelo original y terciopelo con backing ignífugo, Muestra Nº 0)
Estas pruebas iniciales permitieron seguir adelante con el estudio para la selección de telas con las que se podría reemplazar el terciopelo original, pero que contara con el agregado de su propiedad ignífuga. Consecuentemente, se armaron probetas de otras seis combinaciones de
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico telas, que fueron montadas y ensayadas en las mismas condiciones que las anteriores. Cuando en lugar de backing ignífugo las muestras incluyeron una capa de tela ignífuga, ésta se colocó entre la espuma y el terciopelo correspondiente.
En total, se estudiaron comparativamente ocho combinaciones de telas:
Terciopelo original
Muestra N°0: Terciopelo 1 con backing ignífugo (Primer retapizado) Muestra N°1a: Terciopelo 2 (sin backing ignífugo)
Muestra N°1b: Terciopelo 2 + Tela ignífuga Muestra N°2a: Terciopelo 3 (sin backing ignífugo) Muestra N°2b: Terciopelo 3 + Tela ignífuga
Muestra N°3: Terciopelo 4 con backing ignífugo liviano Muestra N°4: Terciopelo 5 (de lana, sin backing ignífugo)
En el Gráfico 4 se presentan los valores del coeficiente de absorción sonora para incidencia normal obtenidos para todas las telas ensayadas en el tubo de Kundt.
En este gráfico puede apreciarse que en el rango de frecuencias medias y altas, existe una gran coincidencia de todas las curvas de absorción, con la excepción de la curva correspondiente a la Muestra Nº0 (terciopelo con backing ignífugo utilizado en el primer retapizado).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
Coeficiente de absorción[%]
Frecuencia [Hz]
Tela Original Muestra Nº0: Terciopelo 1 con backing
Muestra Nº1a: Terciopelo 2 Muestra Nº1b: Terciopelo 2 + Tela ignífuga Muestra Nº2a: Terciopelo 3 Muestra Nº2b: Terciopelo 3 + Tela ignífuga Muestra Nº3: Terciopelo 4 con backing liviano Muestra Nº4: Terciopelo 5 (de lana)
Gráfico 4: Medición comparativa de telas para retapizado de butacas (Tubo de Kundt) Habiendo realizado una investigación histórica, los responsables de la restauración encontraron que en el diseño inicial del teatro los tapizados de las butacas eran de
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico terciopelo de lana. Este hallazgo, y los resultados obtenidos con el tubo de onda estacionaria, condujeron a la selección de la Muestra Nº4 para el reemplazo de los tapizados. A diferencia de la tela con la que se había retapizado las butacas inicialmente, el terciopelo seleccionado no necesitó backing ignífugo, porque la lana no propaga llama y cumple con los requerimientos de seguridad en incendios.
Finalmente, las butacas restauradas fueron sometidas al ensayo en cámara reverberante, en similares condiciones que las originales. En las Fotografías 10 a 12 pueden verse las butacas restauradas. Los resultados obtenidos se aprecian en el Grafico 5, en el que se nota la coincidencia de la curva de área equivalente de absorción sonora obtenida para las butacas restauradas (segundo retapizado), con la curva de las butacas originales. Para apreciar plenamente la mejora lograda, se agregó a este gráfico la curva que se había obtenido para las butacas luego del primer retapizado.
Fotografía 10: Lote de butacas de platea restauradas que fue ensayado en cámara reverberante
Fotografías 11 y 12: Detalles constructivo de butacas de platea restauradas
2nd Pan-American and Iberian Meeting on Acoustics 15 – 19 November 2010 Cancun, Mexico 0
2 4 6 8 10 12 14 16
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
A [m2]
Frecuencia [Hz]
Originales Segundo Retapizado Primer Retapizado
Gráfico 5: Comparación del Área de absorción equivalente de las butacas ensayadas
4 Conclusiones
Teniendo en cuenta los criterios de conservación de patrimonio para la restauración, el tratamiento ignífugo como parte de la reforma tecnológica en seguridad contra incendios, y la incuestionable preservación de las características acústicas de la sala lírica del Teatro Colón de Buenos Aires, el procedimiento de laboratorio que combinó ensayos normalizados en cámara reverberante y en tubo de onda estacionaria, resultó una herramienta útil y novedosa para la selección de los textiles utilizados para la renovación del tapizado de las butacas de platea. Los resultados finales mostraron que, después de restauradas, las butacas de platea conservaron similares características de fonoabsorción que las originales.
Por otra parte, aplicando la misma metodología de trabajo, se seleccionaron los textiles para las butacas de niveles superiores y de palcos, lográndose conservar las características acústicas originales de todos estos objetos.
5 Referencias
a) Norma IRAM 4065: “Acústica. Medición de absorción de sonido en sala reverberante”
b) Norma ISO 354: “Acoustics. Measurement of sound absorption in a reverberation room”
c) ISO 10534-1:1996: “Acoustics. Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes. Part 1: Method using standing wave ratio”
d) A. Velis, F. Iasi, N. Vechiatti, y otros. “Análisis de variables en mediciones de fonoabsorbentes”, en Actas del VI Congreso Iberoamericano de Acústica FIA 2008, Buenos Aires.
