20 Nov
Directividad de la Voz Humana
En general, cualquier fuente sonora irradia más potencia en unas direcciones que en otras, y por lo tanto presenta directividad. Esta directividad depende intrínsecamente de la frecuencia del sonido.
El Factor de Directividad (Q)
La directividad de una fuente en un punto del espacio se expresa mediante el Factor de Directividad (Q). Este factor se define por la relación entre el nivel de presión sonora producido por la fuente en la dirección considerada y el nivel que se obtendría si la fuente fuese perfectamente omnidireccional (no directiva).
- Cuanto mayor sea el nivel de presión sonora en una dirección específica, mayor será el valor de Q en esa dirección.
- La voz humana tiene mayor directividad frontal. El factor de directividad de la voz humana se considera típicamente $Q=2$.
- La voz humana provoca una menor percepción sonora detrás del locutor.
Propagación del Sonido
Propagación en Espacio Libre
En un espacio libre, el sonido directo es el único que llega al oyente. Para simplificar el estudio, se considera una fuente sonora omnidireccional (factor $Q=1$), lo que significa que irradia energía de manera uniforme en todas las direcciones.
Propagación Esférica y Ley del Inverso del Cuadrado
La energía radiada uniformemente da lugar a la propagación esférica. Cuando uno se aleja de la fuente, la energía sonora se reparte sobre una esfera cada vez mayor, lo que provoca una disminución del Nivel de Presión Sonora (SPL) en cada punto. Esta disminución sigue la Ley del Inverso del Cuadrado:
- La disminución es de 6 dB cada vez que se dobla la distancia a la fuente.
Propagación en Espacio Cerrado
Una fuente sonora en un recinto cerrado genera una onda sonora que se propaga en todas las direcciones. El oyente ubicado en cualquier punto recibe dos tipos de sonidos:
- Sonido Directo: Aquel que le llega directamente desde la fuente sin interferencia alguna.
- Sonido Indirecto (o Reflejado): Se origina como consecuencia de las múltiples reflexiones que sufre la onda sonora al incidir sobre las superficies límite del recinto.
En cualquier punto del recinto, la energía del sonido directo depende únicamente de la distancia a la fuente. Por otro lado, la energía de cada reflexión depende del camino recorrido por el rayo sonoro y de la absorción de los materiales de las superficies. La energía del sonido directo será menor cuanto mayor sea la distancia.
Componentes del Sonido Reflejado
En el sonido reflejado se distinguen dos zonas:
- Primeras Reflexiones: Son aquellas que llegan inmediatamente después del sonido directo. Son específicas en cada punto del recinto y determinan las características acústicas iniciales del mismo.
- Cola Reverberante: Compuesta por las reflexiones tardías, que se superponen y decaen gradualmente.
Fenómenos de Interacción Sonora con Superficies
Para que se produzca una reflexión especular (similar a la reflexión de la luz), se deben cumplir los siguientes requisitos:
- Dimensiones de la superficie grandes en comparación con la longitud de onda del sonido.
- Superficie lisa y muy reflectante.
Si las dimensiones de la superficie son menores o iguales a la longitud de onda, la onda sonora rodea la superficie y sigue propagándose, fenómeno conocido como difracción. Si la superficie presenta irregularidades, se producirán reflexiones de onda en múltiples direcciones, lo que se denomina difusión del sonido.
Eco Flotante
El Eco Flotante es la repetición múltiple de un sonido generado por una fuente en un intervalo de tiempo, producido específicamente entre dos superficies paralelas, lisas y altamente reflectantes.
Balance Energético Sonoro y Campos Acústicos
Equilibrio Energético
Si una fuente irradia energía de forma continua, después de un período de tiempo, se alcanza un estado de equilibrio. Este estado se caracteriza porque la absorción acústica producida por las superficies del recinto se iguala con el aporte energético constante de la fuente.
Una vez que la fuente comienza a radiar energía, el rayo sonoro se propaga instantáneamente en diferentes direcciones y es reflejado por las superficies de la sala. En cada reflexión, parte de la energía es absorbida y otra parte se devuelve al recinto (dependiendo del grado de absorción de la superficie). La suma constante de estas reflexiones hace que el nivel sonoro aumente progresivamente hasta alcanzar el equilibrio con la fuente.
Definición de Campos Acústicos
El recinto se divide en dos zonas principales según la predominancia de la energía sonora:
Campo Directo
Es la zona donde predomina el sonido directo. Corresponde a los puntos más cercanos a la fuente. En esta zona, la presión sonora disminuye 6 dB cada vez que se dobla la distancia a la fuente, siguiendo la ley del inverso del cuadrado. En el campo directo, las reflexiones son despreciables. Si la fuente es direccional, debe tenerse en cuenta el factor de directividad (Q).
Campo Reverberante
Es la zona donde predomina el sonido reflejado. Corresponde a los puntos más alejados de la fuente sonora. En esta zona, el nivel de presión sonora tiende a mantenerse constante, ya que la energía reflejada compensa la caída de la energía directa.
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