Arquitectura Acustica


V.1. Arquitectura Acústica

V.1. Acústica geométrica.
Cuando se puede asumir que las dimensiones del recinto son muy grandes comparadas con la longitud de onda del sonido podemos tratar el problema en la misma forma como se analiza la luz, mediante geometría [1], esto se puede observar en las figuras V.4, V.5 y V.6.
 

Fig. V.4. Ley de reflexión.
 

Fig. V.5. Reflexión sobre unasuperficie cóncava.
 

Fig. V.6. Reflexión sobre una superficie convexa.
El análisis por trazado de rayos es una técnica de gran valor para detectar problemas en grandes locales como por ejemplo teatros o salas de conciertos. Se realiza utilizando la misma técnica que se utiliza con la Luz, esto es, suponiendo que las reflexiones que ocurren son especulares.
Por lo anterior tenemos que un recintopuede ser analizado mediante Acústica geométrica para las longitudes de ondas pequeñas con respecto a las dimensiones del local, mientras que para longitudes de onda de ordenes de magnitud similares a las dimensiones del local deben analizarse los modos de resonancia que se producen.
 
V.2. Acústica de grandes recintos
En la medida que se tiene un recinto muy grande con respecto a laslongitudes de onda del sonido se tendrían un número muy elevado de reflexiones en un tiempo corto, lo cual complicaría el análisis, por lo cual se utilizan técnicas estadísticas siendo el cálculo de la reverberación la más importante.
Uno de los factores mas importantes para caracterizar la respuesta sonora de un ambiente es el efecto de absorción de los materiales y muebles que contiene.
V.2.1.Materiales absorbentes
Para definir la absorción a se establece como 1 el máximo de esta cantidad y es igual a la absorción que tendría una ventana abierta de un metro cuadrado ( ver figura V.7 ) , mientras que se establece que su mínimo es igual al comportamiento de una pared perfectamente reflectora. Los valores intermedios corresponden a materiales que, de alguna manera, transforman la energía de lasondas sonoras en algún otro tipo, por ejemplo energía térmica, vibraciones, etc.

Fig. V.7.a. Proceso de absorción.
 

Fig. V.7.b. Proceso de absorción.
Es de destacar que el comportamiento absorbente de un material no depende solo de su constitución sino, también de la forma como esté montado.

Fig. V.8. Lámina de material poroso colocada a cierta distancia de una pared.
 
Considerandoun montaje como el indicado en la Fig. V.8 se tiene que la absorción del conjunto se puede describir con la siguiente ecuación[4]:
(V1)
Donde:
rs = resistencia al flujo del material.
oC = impedancia acústica del aire.
d = Distancia a la pared.
 

Fig. V.9. Absorción de un material poroso colocado a 9 cm de una pared rígida con rs=207 Rayls
 
Frecuencia Hz
Material
125
250
5001000
2000
4000
Piso de Concreto
0.02
0.02
0.02
0.04
0.05
0.05
Piso de Madera
0.15
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
Piso de alfombra
0.1
0.15
0.25
0.3
0.3
0.3
Pared de ladrillos
0.05
0.04
0.02
0.04
0.05
0.05
Cortinas
0.05
0.12
0.15
0.27
0.37
0.5
Personas sentadas
0.18
0.4
0.46
0.46
0.51
0.46
Vidrio
0.04
0.04
0.030.03
0.02
0.02
Tabla V.2. Tabla de coeficientes.[6]
 
En la tabla 2 tenemos los coeficientes de absorción de un grupo de materiales típicos para la construcción de salas.
Recomendaciones para una Absorción efectiva
Los materiales absorbentes se deben aplicar a las superficies que contribuyan a una reverberación excesiva, produzcan ecos audibles o enfoquen la energía sonora. Recordarque doblar la absorción reduce la reverberación a la mitad.
No se deben usar materiales absorbentes en aquellas superficies que deben producir reflexiones útiles ( menos de 50 ms de retardo), en especial en los auditorios y salones de clase.
 
V.2.2. Camino Libre Promedio (Mean Free Path MFP).
Consiste en la distancia promedio recorrida entre reflexiones en un espacio[5]:
(V2)
donde...