04 Nov
Mecanismos de propagación del sonido
Disciplinas de la acústica
Acústica urbanística: disciplina de la acústica que estudia las intervenciones necesarias para asegurar la protección frente a ruidos exteriores en zonas urbanas y entornos de edificaciones.
Acondicionamiento acústico: disciplina que se dedica al estudio de las intervenciones necesarias para mejorar la calidad acústica en el interior de recintos, según sea su uso.
Aislamiento acústico: disciplina que estudia la protección contra los ruidos y vibraciones en los edificios, con el objetivo de atenuarlos o eliminarlos por completo o evitar que salgan hacia el exterior.
Ámbitos de propagación
- Propagación en espacios abiertos: sonorización de espectáculos, megafonía exterior, etcétera.
- Propagación en espacios cerrados: sistemas de alarma por voz, hilo musical, megafonía interior, megafonía IP, sistemas de sonido en el automóvil, etcétera.
Propagación del sonido
Propagación en el espacio libre
En el espacio libre el sonido se propaga en todas las direcciones, en forma de ondas esféricas, con una radiación uniforme a cualquier distancia de la fuente, con independencia de la dirección de propagación.
Propagación en recintos cerrados
Para lograr la calidad óptima del sonido en el interior de un recinto, es necesario controlar los fenómenos asociados a la reflexión del sonido, tanto la reverberación como el eco, mediante el adecuado tratamiento de paredes y techos, a través de la colocación de materiales absorbentes, difusores o reflectores acústicos si es necesario.
Fenómenos de atenuación
- Divergencia geométrica: fenómeno que provoca que la energía sonora emitida por una fuente se reparta sobre superficies cada vez mayores a medida que avanza el frente de onda.
- Absorción atmosférica o efecto de amortiguamiento: atenuación que sufre la onda acústica con la distancia.
- Atenuación por el suelo: se debe fundamentalmente al resultado de la interferencia del sonido reflejado por el suelo en el sonido directo, debido a la diferencia de fase (retardo) con que se reciben ambas señales.
- Atenuación por barreras: debida a la presencia de obstáculos. Si la superficie del suelo fuese perfectamente plana y reflectante, la onda sonora se propagaría sin ninguna atenuación adicional a la de propagación en el aire, influida en cierta manera por las reflexiones producidas.
Acondicionamiento acústico
El acondicionamiento acústico se dedica al estudio de las intervenciones necesarias para mejorar la calidad acústica en el interior de los recintos, para adecuarlo al uso específico para el cual se ha diseñado.
Conceptos fundamentales
- Coeficiente de absorción: relación entre la energía acústica absorbida y la incidente sobre un material por unidad de superficie.
- Campo directo (Ld): para distancias próximas a la fuente sonora predomina el sonido directo. En esta zona el nivel sonoro disminuye 6 dB cada vez que se dobla la distancia.
- Campo reverberante (Ln): para distancias alejadas de la fuente sonora predomina el sonido reverberante. En esta zona el nivel sonoro se mantiene constante de un punto a otro.
- Ondas estacionarias: se originan por la continua reflexión del sonido, sobre todo debido a paredes paralelas, aunque también debido a superficies reflectantes cóncavas.
Elementos de absorción acústica
- Materiales porosos: materiales absorbentes formados por una estructura alveolar y fibrosa que actúan por degradación de la energía sonora en calor.
- Resonadores: dispositivos realizados con materiales absorbentes que presentan una gran absorción en una banda estrecha de frecuencias.
- Absorbentes anecoicos: se aprovechan de la reflexión de una onda acústica cuando esta encuentra una variación de las características físicas del medio en que se propaga.
Reflectores acústicos
Los reflectores son aquellos elementos constructivos diseñados específicamente para generar reflexiones, con el objetivo de reforzar acústicamente determinadas zonas.
- Planos: tienen una superficie plana, por lo que las ondas sonoras se reflejan con el mismo ángulo de incidencia.
- Curvos: están formados por una superficie con cierto radio de curvatura.
- Convexos: dispersan el sonido en mayor medida que si fuera plano.
- Cóncavos: provocan el resultado contrario a un reflector convexo, ya que concentran el sonido en una zona más reducida.
Tipos de difusores
- Superficies irregulares: todos los elementos interiores de un recinto se comportan como difusores para un determinado rango de frecuencias.
- Superficies convexas: formadas por una superficie lisa convexa (cilíndrica), que refleja las ondas sonoras de forma divergente, evitando que el sonido se refleje sobre una zona reducida.
- Difusores acústicos comerciales: tienen la propiedad de reflejar el sonido en todas las direcciones, independientemente del ángulo de incidencia del sonido.
Parámetros de calidad acústica
- Tiempo de reverberación (RT): cada aplicación tiene un tiempo de reverberación óptimo, pero como norma general, tiempos de reverberación inferiores a 1,5 s no degradan la inteligibilidad.
- Relación señal/ruido (S/N): es necesario mantener el nivel de la intensidad sonora suficientemente por encima del ruido de fondo.
- Distancia a la fuente: en ocasiones es necesario reducir la distancia entre la fuente sonora y los espectadores, ya que a medida que nos alejamos de la fuente sonora el campo directo disminuye, mientras que el campo difuso permanece prácticamente constante en todo el recinto.
- Uniformidad del campo sonoro: para obtener un nivel de sonido confortable en un recinto se debe evitar que la diferencia de nivel de presión sonora en diferentes puntos sea elevada.
- Inteligibilidad: conjunto de cualidades que debe tener un sonido para que su grado de comprensión sea adecuado. La inteligibilidad de la palabra en un recinto se puede medir y cuantificar, de manera que se puede conocer el grado de tratamiento acústico requerido para solventar los problemas existentes si el resultado no es el adecuado.
El ruido y su transmisión
El ruido es un sonido molesto que afecta a la inteligibilidad (ruido aéreo, ruido de impacto y vibraciones). Puede proceder de fuentes externas a los edificios o de fuentes internas a los mismos.
Transmisión del ruido
El ruido se transmite por vía directa o por vía indirecta.
Aislamiento acústico
El aislamiento acústico es el principal método de controlar la transmisión del sonido en un edificio. Impide que el ruido generado en un recinto se transmita a otros recintos contiguos.
Principios sobre aislamiento
- La masa: debido a que el sonido procedente de otro recinto llega hasta nuestros oídos a través del aire, excitado por la vibración de las particiones que nos rodean, cuanto más pesadas sean estas particiones, más difícil resultará al ruido hacerlas vibrar.
- La impermeabilidad: se deben evitar las fisuras en los materiales aislantes, ya que tienen un gran efecto en el aislamiento global.
- El aislamiento estructural: el aislamiento aumenta cuando existe el mínimo contacto posible entre dos superficies.
Aislamiento a ruido aéreo
El objetivo del aislamiento acústico a ruido aéreo es evitar que el sonido circule libremente. Para ello se interponen barreras en el camino directo entre emisor y receptor (pantallas, paredes, etc.). Cuanto mayor sea la masa de la pared de separación entre dos recintos, mayor será el aislamiento conseguido.
El aislamiento acústico específico de un elemento constructivo (a) se mide mediante la diferencia de niveles sonoros a un lado y a otro de la partición y puede evaluarse con la siguiente expresión.
Aislamiento acústico normalizado (R): es la diferencia de niveles de presión acústica entre el local emisor y el receptor, teniendo en cuenta la influencia que ejerce la reverberación sobre el nivel de señal del recinto receptor.