Acústica Arquitectónica
Mecanismos de Propagación del Sonido
En función del ámbito de aplicación y los objetivos, encontramos diferentes disciplinas:
- Acústica Urbanística: Protección frente a ruidos exteriores en zonas urbanas y entornos de edificaciones.
- Acondicionamiento Acústico: Mejora de la calidad acústica en el interior de recintos.
- Aislamiento Acústico: Protección frente a ruidos y vibraciones en edificios.
Estas disciplinas tienen en cuenta dos tipos de propagación y transmisión del sonido:
Propagación en el Espacio Libre (Espacios Abiertos)
El sonido se propaga en todas las direcciones, en forma de ondas esféricas, con una radiación uniforme. La onda sonora llega directamente al oyente, sin interferencias (debido a la ausencia de obstáculos). En la práctica, existen influencias y obstáculos en el terreno que provocan fenómenos como la reflexión, absorción, difusión y difracción del sonido.
Propagación en Recintos Cerrados
El fenómeno que predomina es la reflexión, que provoca que se escuche el sonido directo y el reflejado. Para lograr una calidad óptima, debemos controlar fenómenos como la reflexión, la reverberación o el eco. Para ello, existen métodos como el tratamiento de paredes y techos o la colocación de materiales absorbentes, difusores o reflectores acústicos.
Propagación del Sonido en el Espacio Libre
En un espacio libre ideal, el sonido se propaga en todas las direcciones, en forma de ondas esféricas con una radiación uniforme a cualquier distancia. En la práctica, las ondas están influenciadas por el terreno, apareciendo los siguientes fenómenos:
- Divergencia Geométrica: Es el 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. Esto provoca que la intensidad disminuya a medida que las ondas se alejan, provocando que la presión disminuya 6 dB cada vez que se dobla la distancia.
- Absorción Atmosférica: Es la atenuación que sufre la onda acústica con la distancia, debida a la pérdida de energía provocada por la viscosidad del aire y al calor provocado por el roce de las partículas. También es importante tener en cuenta en espacios abiertos el fenómeno de refracción debido al cambio de velocidad del sonido.
Hay diferentes formas de absorción atmosférica:
- Temperatura: Si es constante, también lo es la velocidad. Las variaciones no suelen ser significativas. Con aire caliente, el sonido se propaga hacia abajo y con aire frío hacia arriba.
- Viento: Si el medio se mueve, la velocidad varía. La dirección del viento modifica la trayectoria de la onda.
- Humedad: La humedad en el aire absorbe energía acústica, debido a la viscosidad del aire.
Efecto del Suelo: Podemos encontrarnos efectos de reflexiones, absorciones y refracciones del sonido dependiendo del suelo y las características y obstáculos que estén presentes. Cuando la superficie es grande y de características reflectantes, se produce la reflexión (sonido directo y reflejado), lo que haría que la atenuación por el suelo se deba a la interferencia del sonido reflejado y directo. Este fenómeno puede reforzar la señal o incluso anularla.
Presencia de Obstáculos: El suelo incorpora elementos que tienen una absorción significativa y que añaden absorción, que será mayor cuanto más cerca esté el receptor del suelo. Estos obstáculos son objetos que encuentra el sonido durante su trayectoria. La atenuación aumenta a medida que se incrementa la distancia (entre 2 y 15 dB cada 100 m).
Acondicionamiento Acústico
Es el estudio de las intervenciones necesarias para mejorar la calidad acústica en el interior de los recintos, adecuándolo al uso específico para el cual se ha diseñado.
Absorción
Los materiales absorbentes son aquellos que reducen el nivel de energía sonora de las reflexiones que existen en el interior de un recinto. Son los materiales más utilizados para controlar el nivel de sonido reverberante en el interior de un recinto. El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía acústica absorbida y la incidente por unidad de superficie, y depende de la naturaleza del material, la frecuencia de la onda y el ángulo incidente.
Reverberación
En un recinto cerrado, si los materiales que lo rodean son reflectantes, se produce una onda reflejada y una directa. Si las superficies no son totalmente reflectantes, existe una pérdida, es decir, las ondas reflejadas tendrán menos energía que las ondas incidentes (ya que parte de la onda se absorbe). A esto se le llama reverberación. El campo sonoro tiene dos componentes: el sonido directo y el reflejado. Este campo se determina a partir de la potencia de la fuente y de las propiedades reflectantes de las superficies, lo que da lugar a un campo reverberante.
El campo sonoro se puede clasificar en función de la distancia:
- Campo Directo (Ln): Para distancias próximas a la fuente. Predomina el sonido directo. El nivel disminuye 6 dB cada vez que se dobla la distancia. El nivel de la señal directa es superior al del campo reverberante.
- Campo Reverberante (L): Para distancias alejadas a la fuente. Predomina el sonido reverberante. Nivel sonoro constante de un punto a otro (campo reverberante o difuso).
Distancia Crítica: Es aquella distancia a la fuente en la que las contribuciones del campo directo y reverberante son las mismas, por lo que el campo sonoro total es 3 dB mayor que el reverberante.
Tiempo de Reverberación
Es el tiempo que tarda la intensidad sonora en sufrir una caída de 60 dB a partir del instante en el que la fuente se desconecta, ya que, debido a la reflexión de las ondas, el sonido sigue propagándose durante un tiempo después de que se apague la fuente.