¿Qué es la acústica?

La acústica de recintos se refiere a las propiedades acústicas de un recinto. Al describir estas propiedades, sólo se tiene en cuenta la fuente sonora dentro de la propia sala.

El sonido no sólo se propaga directamente dentro de una sala. Las ondas sonoras emitidas por un altavoz llegan al oyente en parte como sonido directo, pero también a través de las reflexiones de paredes, techos o muebles. Cada superficie absorbe una parte del sonido incidente. Por lo tanto, las reflexiones pierden gradualmente energía sonora a medida que la superficie se «traga» parte de la energía convirtiéndola en calor. El sonido se desvanece. Cuanto menor sea la absorción en las superficies de la sala, más durará este proceso de desvanecimiento: la sala suena «reverberante», tiene un tiempo de reverberación largo. Las salas reverberantes tienen una mala calidad acústica y son subjetivamente desagradables para los usuarios. Son perjudiciales para la inteligibilidad de la palabra o la experiencia auditiva.

El diseño acústico de salas tiene, por ejemplo, los siguientes objetivos

• Óptima inteligibilidad de la palabra en teatros, aulas o salas de reuniones.
• Una experiencia auditiva subjetivamente agradable en salas de espera, restaurantes u oficinas diáfanas.
• Una experiencia musical espacial y estéticamente agradable en salas de conciertos.
• En los estudios de grabación, la sala debe influir lo menos posible.

¿Qué influye en la acústica de una sala?

La acústica de una sala depende en gran medida de su tamaño, geometría y absorción acústica de sus superficies. Por ejemplo, la baja absorción de las paredes lisas de hormigón puede compensarse añadiendo superficies absorbentes.

En salas grandes, para minimizar las reflexiones, es ventajoso disponer de absorción en más de un plano. Por ejemplo, es aconsejable proporcionar absorción en el techo y en otro nivel. Sin esta medida, pueden producirse ecos de aleteo entre superficies reflectantes acústicas paralelas.

Cuando se plantean exigencias muy elevadas a la acústica de la sala, es posible utilizar el diseño de superficies de forma selectiva. Esto se hace, por ejemplo, en cabinas insonorizadas con una gran superficie muy absorbente.

¿Cuál es la diferencia entre acústica de salas y acústica de edificios?

Mientras que la acústica de salas se ocupa de la propagación y distribución del sonido en un local, la acústica de edificios se ocupa de la transmisión del sonido entre dos locales o entre el interior de un local y el exterior. La acústica de edificios se ocupa de fenómenos como el ruido aéreo y de impacto, el ruido de los servicios del edificio y el ruido exterior.

Las medidas contra la generación y la transmisión del sonido también se distinguen en función de si la fuente sonora y el oyente se encuentran en la misma habitación o en habitaciones diferentes. En el primer caso, el control del sonido se consigue mediante la absorción acústica. En el segundo caso, se consigue mediante el aislamiento acústico.

Se distingue entre aislamiento acústico aéreo y estructural. Un ámbito importante del aislamiento acústico transmitido por estructuras es la reducción del ruido de impacto o la reducción del ruido sanitario causado por accesorios o tuberías. En el ámbito del aislamiento acústico a ruido aéreo, las paredes y los techos se mejoran a menudo con revestimientos para formar un sistema de doble envoltura que mejore significativamente el aislamiento acústico.

Audibilidad en salas: ¿Qué es la norma DIN 18041?

La norma DIN 18041 es la norma reconocida internacionalmente para el diseño de la acústica de salas y se titula: Acústica en salas – Requisitos, recomendaciones y orientaciones para el diseño. La norma especifica los tiempos de reverberación deseables para las salas, en función del volumen de la sala y de la finalidad de uso. También contiene notas y esquemas sobre la colocación y distribución de los absorbentes.

La norma sobre audibilidad en salas tiene por objeto reducir el ruido y distingue entre dos grupos de salas, A y B. Los usos del grupo A son la música, el habla, las conferencias, la enseñanza y la comunicación, y los deportes. Para estos tipos de uso, la norma exige que se tenga en cuenta el tiempo de reverberación en función de la frecuencia. El grupo de salas B incluye salas para estancias cortas, como vestíbulos, pasillos y huecos de escalera, y salas para estancias más largas, como salas de exposiciones, salas de espera de pacientes y salas de descanso o comedores. También incluye salas en las que es necesario reducir el ruido y aumentar el confort. Para el grupo de salas B, la norma proporciona orientaciones específicas sobre el área de absorción equivalente A en relación con el volumen de la sala V.

Absorción acústica, tiempo de reverberación y reverberación

Hay una serie de términos y parámetros importantes para comprender la acústica de una sala. He aquí los más importantes.

Absorción acústica

La absorción acústica de las superficies varía mucho en función de su textura, material y frecuencia sonora. Cuanto más dura y lisa sea la superficie, menor será la absorción acústica. Las superficies blandas absorben gran parte del sonido. Del mismo modo, las superficies duras también pueden ser absorbentes si son placas huecas y delgadas que oscilan libremente. Como medida de la absorción acústica se utiliza el coeficiente de absorción acústica alpha (α), que representa la relación entre la energía acústica absorbida y la incidente. Un valor de α = 0 significa reflexión completa, mientras que α = 1 representa absorción completa. El coeficiente de absorción acústica también depende de la frecuencia. Por ello, es habitual representar α en un diagrama para obtener representaciones precisas. Muchos materiales presentan un comportamiento de absorción muy diferente a determinadas frecuencias. Normalmente, se requiere una absorción que cubra una amplia gama de frecuencias.

El uso del área de absorción equivalente (A) es común para hacer una declaración acústica específica de la sala sobre la absorción de superficies de pared individuales. A en metros cuadrados indica lo pequeña que podría ser una superficie de pared si tuviera una absorción ideal. Por ello, también es común el término «capacidad de absorción». La capacidad de absorción está relacionada con el coeficiente de absorción acústica (α) y la superficie de la pared (S):

A = α – S

Un ejemplo simplificado que no tiene en cuenta las diferencias en función de la frecuencia ilustra la relación. Las tres variantes enumeradas a continuación aportan la misma cantidad de absorción a la sala, a saber, A = 6 m²:

• Un absorbedor con una superficie de absorción S de 12 m² y α = 0,5 da como resultado una capacidad de absorción A de 0,5 – 12 = 6 m².
• La misma capacidad de absorción se consigue con una superficie de absorción de 7,5 m² y α = 0,8
• Del mismo modo, tres paneles de techo con S = 2 m² cada uno y α = 1

En la práctica, la clasificación de los elementos acústicos según la norma DIN EN 11654 en las clases de absorción A, B, C, D y E está establecida. Desempeña un papel decisivo en la comparación de proveedores y productos:

• La clase A es altamente absorbente y tiene un coeficiente de absorción acústica nominal αw entre 0,9 y 1,0
• La clase E, al final de la clasificación, tiene un coeficiente de absorción acústica nominal αw de entre 0,15 y 0,25.

La elección de la clase depende de los requisitos acústicos de una sala, ya que la absorción acústica existente en la sala se complementa en función de la frecuencia con los materiales de las distintas clases de absorbentes.

Tiempo de reverberación

El parámetro más importante en acústica de salas es el tiempo de reverberación (T) de una sala. El tiempo de reverberación es el tiempo en segundos que tarda la presión sonora de una sala en disminuir hasta 1/1000 de su valor inicial después de silenciar bruscamente la fuente sonora. Esto corresponde a una disminución del nivel de presión sonora de 60 dB. A principios del siglo XX, el físico estadounidense Wallace Clement Sabine descubrió que el tiempo de reverberación, el volumen de la sala y la absorción acústica de las superficies de la sala están interrelacionados: cuanto mayor sea el volumen de la sala (V) y menor la absorción (A), mayor será el tiempo de reverberación. La «fórmula de Sabine» expresa esta relación
T = 0,163 – V / A

En la práctica, las salas con baja absorción suenan con «eco» y se perciben acústicamente como incómodas. Los tiempos de reverberación deseados dependen del uso previsto y del tamaño de la sala. Los buenos tiempos medios de reverberación para la palabra son de alrededor de 1 segundo, mientras que para la música sinfónica son de unos 2 segundos. Cuando se planifican salas polivalentes, el tiempo de reverberación debe ajustarse al uso principal previsto del espacio.

Variando la superficie de absorción, se puede ajustar el tiempo de reverberación deseado en función de la gama de frecuencias. Es importante tener en cuenta el resto de superficies y materiales, así como el número de personas en la sala, ya que también afectan a la absorción acústica. Por eso, al planificar, hay que tener en cuenta cómo será la sala final.

Para salas con un uso convencional, como aulas, oficinas diáfanas, salas de espera o zonas multifuncionales, existe una regla empírica muy extendida según la cual se pueden conseguir buenos tiempos de reverberación equipando con un absorbente acústico eficaz una superficie correspondiente a la superficie de la sala. Para salas con un uso exigente o techos muy altos, debe consultarse a un planificador especializado para garantizar buenos tiempos de reverberación.

Reverberación y claridad

La reverberación describe la percepción de un evento auditivo en el que están presentes el sonido directo y el sonido reflejado de la sala. Sin embargo, el sonido reflejado no se percibe como una repetición de la señal sonora. La reverberación depende de la relación entre el nivel del sonido que llega más tarde y el de las primeras partes. En el habla, esto se aplica a diferencias de tiempo de 50 ms o más, y en la música, a diferencias de tiempo de unos 80 ms.
En la práctica, una escucha reverberante reduce la inteligibilidad del habla. En la música, sin embargo, el efecto es una experiencia auditiva de «mezcla» con «transparencia» reducida, que se percibe como positiva hasta un cierto volumen.

Sonido estructural y aéreo

El sonido aéreo nos es familiar a todos. El sonido estructural es un término utilizado en la física de la construcción para describir la propagación de las ondas sonoras en objetos sólidos. En la propagación del sonido en los edificios, el sonido estructural desempeña un papel importante.
Se puede distinguir entre sonido estructural directo y sonido estructural convertido:

• Sonido directo transmitido por la estructura: Las vibraciones mecánicas en un cuerpo provocan vibraciones transmitidas por la estructura. Las vibraciones de un martillo perforador se transmiten directamente a la pared.
• Sonido estructural transformado: El sonido aéreo se transforma en sonido estructural. En la transición entre el aire y el cuerpo sólido, por ejemplo, en la pared de una habitación, se producen varios fenómenos físicos. Una parte de las ondas sonoras transmitidas por el aire se refleja, creando el sonido de la habitación. Otra parte es absorbida por la superficie de la pared, produciendo energía térmica. Un tercer componente de las ondas sonoras aerotransportadas hace vibrar la propia pared. El sonido transmitido por la estructura se crea cuando la fuente de sonido es lo suficientemente fuerte. Por ejemplo, en un sistema de música a todo volumen, una parte del sonido aéreo se convierte en sonido estructural. El sonido estructural resultante se transmite a través de la estructura de la pared sólida en forma de vibraciones estructurales.

Otra forma de sonido estructural directo es el ruido de impacto. Se produce al pisar un suelo o unas escaleras.
Los humanos no podemos oír el ruido estructural, pero sí sentirlo. Los graves de una canción de música tecno, por ejemplo, crean fuertes ondas sonoras en el aire que golpean nuestro cuerpo y desencadenan el sonido estructural en el cuerpo humano, que también es claramente perceptible en forma de vibraciones.

¿Cómo puede mejorarse la acústica de una habitación?

Mejorar la acústica de una habitación suele requerir una combinación de medidas. La arquitectura moderna suele caracterizarse por grandes salas y materiales de superficies lisas, como el plástico, el cristal o el hormigón. Como resultado, la acústica de la sala y la inteligibilidad de la voz se ven gravemente comprometidas.

Para combinar una arquitectura moderna estéticamente agradable con una buena acústica de la sala, se necesitan elementos acústicos flexibles e individuales que mejoren el diseño de la sala y se integren sin problemas y discretamente en la arquitectura existente.

Mejorar la acústica de una sala tiene los siguientes efectos positivos:

• Absorción y redirección de las reflexiones iniciales: Las reflexiones iniciales son aquellas vibraciones sonoras que chocan primero contra una pared y se reflejan en el oído. Pueden causar anulación o acentuación en una gama de frecuencias determinada, es decir, interferencias. Las reflexiones iniciales se producen en paredes, techos y suelos.
• Ajuste del tiempo de reverberación: Mientras que un buen tiempo de reverberación para salas de reuniones es de aproximadamente 1 s a título orientativo, el valor para actuaciones musicales es de unos 2 s, y para salas de control se establece un valor de 0,25 a 0,3 s.

Para crear una situación acústica óptima en la sala, el experto suele proceder del siguiente modo:

• Realizar un análisis de necesidades basado en las dimensiones y el volumen de la sala, el mobiliario y el uso previsto de la sala.
• Se determinan las necesidades individuales mediante un cálculo acústico
• Determinar la posición y el tamaño de los absorbentes acústicos necesarios
• Colocación de varios absorbentes acústicos en superficies cercanas a las fuentes de habla
• Plantas, alfombras y cortinas opcionales para completar el concepto individual

¿Cuáles son las soluciones acústicas disponibles?

Las medidas para optimizar la acústica de una sala pueden llevarse a cabo durante el proyecto de construcción o posteriormente. Existen varias opciones para optimizar la acústica de las salas:

• Los paneles portantes acústicos con enlucido acústico de arena de mármol fina de BASWA para soluciones acústicas sin juntas se ejecutan lisos, coloreados, curvados o activados térmicamente y son muy discretos y se integran perfectamente en la arquitectura. Con una ejecución activada térmicamente, es posible combinar un sistema de construcción termoactivo (sistema TAB) con un techo acústicamente eficaz.
• Los paneles del techo se montan con distancia al techo para conseguir la máxima absorción acústica. Para instalar los paneles es necesario hacer agujeros en el techo. Para edificios bajo protección histórica, esto puede ser un problema
• Los paneles de techo se pegan o se montan
• Los paneles de pared insonorizantes se fijan directamente a las paredes existentes. Para una integración visual óptima, hay disponible una selección de colores y motivos de imagen. También hay disponibles absorbentes con función de tablero de anuncios

• Los paneles de espuma acústica suelen estar hechos de espuma de poliuretano. Los paneles de espuma se utilizan normalmente para reducir el eco y la reverberación en una habitación.
• Marcos acústicos con placas perforadas
• Separadores y mamparas acústicas
• Absorbentes de sobremesa
• Cuadros acústicos

Al seleccionar productos para la absorción acústica, deben tenerse en cuenta algunos aspectos adicionales:

• ¿Son los materiales inocuos para el medio ambiente?
• ¿Son adecuados para alérgicos?
• ¿Los productos son ignífugos o tienen protección contra incendios?