14 Dic 2019by David Barajas

Principios de la acústica para la sonorización de espacios

Principios de la acústica para la sonorización de espacios

La acústica de un evento requiere del estudio y análisis del sonido, tanto directo como reflejado. Una acústica adecuada en una sala, teatro u otro tipo de recinto cerrado es esencial si se va a transmitir algún sonido (sea en habla o música) al espectador. Para comprender correctamente cómo diseñar nuestros sistemas de sonido en estos espacios, es fundamental comprender los principios de la acústica, de forma de poder predecir la manera en la que se comportará el sonido que generemos.

La acústica comienza por el propio diseño arquitectónico de un lugar, ya que este se adapta al uso previsto del espacio. La música acústica no amplificada, por ejemplo, se aprecia mejor en espacios que son “cálidos” y reverberantes. El habla, por el contrario, es más inteligible en habitaciones que son menos reverberantes y más absorbentes.

Con esto en mente, no es difícil comprender por qué es importante que diseñemos nuestros sistemas de sonido teniendo siempre en cuenta la acústica del lugar. Vamos a repasar los principios de la acústica que debemos conocer para poder hacer nuestro trabajo como Técnicos de Sonido de la mejor manera.

 

Campo sonoro, campo directo y campo reverberante: ¿qué son?

Antes de analizar los principios de la acústica para la sonorización de eventos en lugares cerrados debemos entender bien estos tres conceptos, ya que es a ellos que se aplican dichos principios.

 

Campo sonoro

El campo sonoro es el nivel de presión sonora que hay en cada punto de un recinto. El mismo se compone por el campo directo y el campo reverberante.

Campo directo

El campo directo es el área en el que se escucha solo el sonido directamente de la fuente, sin reflejos. Las reflexiones tempranas que llegan al oyente dentro de los 40 ms se integran junto con el sonido directo y pueden mejorar la claridad del habla. Las reflexiones posteriores pueden tener un efecto negativo en la claridad del sonido.

Campo reverberante

El campo reverberante es la región de un recinto donde domina el sonido reflejado (que puede haberse reflejado en uno o más puntos antes de llegar al oyente). En líneas generales, cuando más lejos estemos de la fuente y más cerca de una pared o de algún otro material reflectante, más dentro del campo reverberante nos encontraremos.

 

Principios de la acústica en la sonorización de espacios cerrados

La principal diferencia entre la propagación de sonido interior y exterior está en el nivel de sonido reflejado. Los ambientes interiores reflejan naturalmente mucho más sonido que los ambientes exteriores. El sonido reflejado se puede dividir en tres categorías distintas: sonido reflejado temprano y medio, reverberación (sonido reflejado tardío) y ondas estacionarias.

Las reflexiones tempranas y medias ocurren dentro del primer cuarto de segundo después de la llegada del sonido directo. Pasado ese tiempo, y una vez que las reflexiones sonoras se han acumulado hasta un punto donde no son discernibles entre sí, aparece el proceso de reverberación. Las ondas estacionarias, tal y como veremos más adelantes, van todavía un paso más allá y siguen rebotando de un lado al otro del recinto, tardando mucho más en desaparecer.

 

Reflexión especular

Uno de los principios de la acústica más conocidos es la reflexión especular. La forma en que se refleja el sonido depende de la forma, textura y material del límite de la habitación. Los reflejos especulares son aquellos en los que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, generalmente ocurren en superficies lisas y relativamente planas.

La forma más gráfica de comprender la reflexión especular es imaginando un láser que choca contra un espejo. Si ponemos el láser frente al espejo, la luz se reflejará en dirección hacia el láser nuevamente, pero si lo ponemos apuntando al espejo en un ángulo 45°, saldrá reflejada en 45° hacia el otro lado. Lo mismo ocurre con la reflexión especular del sonido

Difusión

El sonido también puede reflejarse de manera difusa. Esto sucede cuando la reflexión se fragmenta en muchas reflexiones que tienen menos intensidad y se dispersan en un gran ángulo, creando un campo de sonido más uniforme.

La difusión se puede crear de varias maneras, la mayoría de las veces mediante la introducción de superficies de formas irregulares, planos angulados o superficies convexas de distintos tamaños.

Las superficies tridimensionales como ornamentaciones, columnas y estatuas sirven como elementos difusores y son parte integral de la acústica de los espacios de actuación de los siglos XVII, XVIII y XIX.

Ecos

Los ecos son reflejos que se pueden escuchar de forma clara y separada del sonido reflejado y reverberante temprano. Para la mayoría de los propósitos generales que implican comunicación de voz, los ecos se escuchan normalmente debido a intensas reflexiones que llegan 40 ms o más tarde después de que la señal de sonido directo ha llegado al oyente.

Irónicamente, los ecos se detectan con mayor frecuencia en las primeras filas de un auditorio y en el escenario. Esto es así porque la fila delantera está más alejada de la pared posterior, generando así el camino más largo entre el sonido directo y el sonido que se refleja desde la pared posterior (o de la combinación del techo y la pared posterior).

Ecos flotantes

Un eco flotante se produce cuando el sonido viaja de ida y vuelta entre dos superficies paralelas y va desapareciendo de forma mucho más lenta que los reflejos de otras superficies.

Los ecos flotantes, que generalmente son perceptibles a frecuencias de 250 Hz y mayores, dependen en gran medida de los límites de la sala paralela para mantenerse, ya que cuando más grande sea la sala, más espacio deberá viajar el sonido para rebotar de una punta a la otra y, por lo tanto, perderá fuerza mucho antes.

Enfoque

Una superficie de enfoque es aquella que en la que se concentra la energía del sonido, a tal punto que puede ser lo suficientemente intensa como para ser percibida como un eco.

Las superficies como cúpulas, techos con bóveda de cañón y paredes traseras cóncavas pueden causar un enfoque de sonido y son conocidas por generar fuertes ecos. Si tuviésemos que desarrollar un sistema de sonido en un espacio que cuente con alguna superficie de enfoque, debemos tenerla muy en cuenta para evitar, en la mayor medida de lo posible, los efectos nocivos que produce dicha estructura en el sonido.

Reverberación

Otro de los principios de la acústica importantes es la reverberación, que es directamente proporcional al volumen de la sala, inversamente proporcional al área de superficie e inversamente proporcional a la cantidad de material absorbente de sonido. Es posible reducir la reverberación agregando material absorbente de sonido, reduciendo el volumen de la sala o aumentando el área de superficie.

El tiempo de reverberación es la medida utilizada para cuantificar la reverberación y es el tiempo requerido para que los reflejos del sonido disminuyan 60 dB en relación a su amplitud original.

Existen diversas formas de reducir la reverberación, aunque la más utilizada es utilizando algún tipo de material absorbente. Eso sí, no es aconsejable concentrar grandes cantidades de material absorbente de sonido en una sola superficie, particularmente cuando esa superficie está distante de un grupo de oyentes.

Ondas estacionarias

Las ondas estacionarias se perciben más fácilmente cuando se escuchan tonos de baja frecuencia en habitaciones pequeñas con superficies duras.

Las ondas estacionarias generalmente ocurren entre superficies de paredes paralelas duras y son de particular preocupación en salas relativamente pequeñas, como salas de ensayo, cabinas de grabación de voz, pequeñas salas de control de audio y otros espacios utilizados para grabar o monitorear grabaciones.

En los estudios utilizados para la producción o reproducción de material de audio, es importante una absorción de baja frecuencia suficiente. La absorción del sonido en este caso actúa como amortiguación, reduciendo la amplitud y ampliando el rango de frecuencia de la resonancia.

Materiales absorbentes de sonido

Puede darse el caso de que, durante el diseño del sistema de sonido de un evento, y teniendo en cuenta los principios de la acústica, sea necesario utilizar algún tipo de material absorbente de sonido para mejorar la acústica del lugar.

En ese escenario debemos tener en cuenta que todos los materiales tienen algunas propiedades de absorción de sonido. El sonido incidente que golpea la superficie de una habitación produce energía sonora que comprende tanto al sonido reflejado, como al sonido absorbido y al sonido transmitido. La energía del sonido incidente que no se absorbe debe reflejarse, transmitirse o disiparse. De nosotros depende qué hacer en cada caso.

Hay tres categorías básicas de amortiguadores de sonido: materiales porosos comúnmente formados de fibras, paneles absorbentes y materiales resonantes. La capacidad de absorción de cada tipo de absorbente acústico está influenciada, en muchos casos, por el método de montaje empleado.

 

Absorbentes porosos

Los absorbentes porosos comunes incluyen, por ejemplo, alfombras, cortinas y lana mineral. Estos materiales permiten que el aire fluya hacia una estructura celular donde la energía del sonido se convierte en calor.

Los absorbentes porosos son los materiales de absorción de sonido más utilizados. En este tipo de materiales el espesor juega un papel importante en la absorción del sonido.

Paneles absorbentes

Por lo general, los paneles absorbentes son materiales flexibles y no porosos que incluyen, por ejemplo, paneles de madera delgados sobre marcos, techos y pisos impermeables livianos, acristalamientos y otras superficies grandes capaces de resonar en respuesta al sonido.

Los paneles absorbentes son generalmente más eficientes para absorber bajas frecuencias.

Resonadores

Los resonadores suelen actuar para absorber el sonido en un rango de frecuencia estrecho. Los resonadores incluyen algunos materiales perforados y materiales que tienen aberturas, agujeros y ranuras.

El ejemplo clásico de un resonador es el resonador Helmholtz, que tiene la forma de una botella. La frecuencia de resonancia se rige por el tamaño de la abertura, la longitud del cuello y el volumen de aire atrapado en la cámara.

Por lo general, los materiales perforados solo absorben el rango de frecuencias medias a menos que se tenga especial cuidado al diseñar la cara para que sea lo más transparente posible acústicamente. Las ranuras generalmente tienen una respuesta acústica similar. Las ranuras largas y estrechas se pueden usar para absorber bajas frecuencias.

 

Hasta aquí llegamos con el repaso de los principios de la acústica que debemos tener en cuenta cuando trabajos en la sonorización de espacios cerrados. Esperamos que te haya servido y te ayude a comprender mejor cómo funciona la acústica en los distintos eventos.

 

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