Acústica Arquitectónica: Ondas Estacionarias, Absorción, Reflexión y Difusión del Sonido

Ondas Estacionarias y su Influencia en la Acústica

Cuando una onda sonora se refleja, esta onda reflejada puede, a su vez, reflejarse, originando una onda estacionaria. Dependiendo de la fase de la onda reflejada respecto de la onda incidente, se favorece la propagación (resonancia) o se cancela el sonido. La resonancia se cumplirá para las señales en las que la distancia de separación entre las paredes sea igual a la semilongitud de onda de la señal. Las ondas estacionarias se originan por la continua reflexión del sonido, sobre todo debido a paredes paralelas o superficies reflectantes cóncavas.

Materiales para el Control Acústico

Materiales Absorbentes

Se denominan materiales absorbentes únicamente a aquellos usados como revestimiento del interior de un recinto, para aumentar la absorción del sonido. Mediante este tipo de materiales, disminuimos los tiempos de reverberación, las reflexiones y, por tanto, el campo reverberante. La absorción es baja para todas aquellas frecuencias en las que el espesor del material es menor que la longitud de onda dentro del material. Los principales elementos de absorción acústica son:

• Materiales Porosos: Formados por una estructura alveolar y fibrosa, que actúa por degradación de la energía sonora en calor, debida al rozamiento del aire con las superficies del material.
• Resonadores: Producen absorción mediante un proceso de resonancia. Presentan una gran absorción en una banda estrecha de frecuencias alrededor de una frecuencia de resonancia para la cual la absorción es máxima.
• 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. Con este tipo de materiales se logran coeficientes de absorción muy grandes, y su utilización es específica para las cámaras anecoicas. El más utilizado es la espuma de poliuretano cargada de partículas de carbón cortada en forma de pirámides.

Reflectores

Son elementos diseñados para generar reflexiones, con el objetivo de reforzar acústicamente determinadas zonas. Estos materiales tienen un coeficiente de absorción muy bajo, y aprovechan las primeras reflexiones del sonido para redirigirlo y hacerlo llegar a las zonas a las cuales no llega el sonido directo. Se construyen con materiales lisos, rígidos y no porosos como la madera y el metal. Existen diferentes tipos:

• Planos: Las ondas sonoras se reflejan con el mismo ángulo de incidencia. A bajas frecuencias se produce refracción, por lo que la presión disminuirá con la frecuencia.
• Curvos: Su superficie tiene un cierto grado de curvatura. Hay dos tipos:
  • Convexos: Dispersan el sonido. Ejemplos: cúpulas, bóvedas y paredes curvas.
  • Cóncavos: Concentran el sonido. Esto normalmente debe evitarse, ya que puede producir desequilibrios del sonido.

Difusores

En determinados entornos (salas de conciertos o estudios de grabación) es necesario un campo sonoro muy difuso que cree un sonido envolvente para que el campo reverberante llegue al espectador por igual en todas las direcciones. Los difusores son elementos que reflejan el sonido de manera uniforme en todas las direcciones. Estos elementos se acoplan a las paredes para añadir irregularidades con el fin de mejorar la difusión. El tamaño de las irregularidades debe ser del tamaño de una semilongitud de onda, por lo que no actúan por igual para todas las frecuencias; para frecuencias bajas las irregularidades son imperceptibles mientras que para frecuencias altas la irregularidad es similar al tamaño de la longitud de onda. Los difusores más utilizados son:

• Superficies Irregulares: Todos los elementos interiores de un recinto se comportan como difusores. Ejemplo: estantería.
• Superficies Convexas: Es una superficie lisa cilíndrica que refleja las ondas de forma divergente. Ejemplo: rincones.

Acondicionamiento Acústico: Claves para un Sonido Óptimo

El objetivo del acondicionamiento acústico es diseñar las superficies y los materiales que forman el recinto con el fin de obtener una calidad de sonido adecuada, para que la palabra sea inteligible. Algunas medidas encaminadas a mejorar la calidad del sonido son las que tienen por objetivo adecuar alguno de estos parámetros:

• Tiempo de Reverberación (RT): Como norma general, los tiempos inferiores a 1,5 s no degradan la inteligibilidad, aunque hay que adecuar el RT al uso que se va a dar.
• Relación Señal/Ruido: Es necesario mantener el nivel de intensidad por encima del ruido de fondo. En ambientes muy ruidosos, puede estar hasta 10 dB por encima.
• Distancia a la Fuente: En ocasiones es necesario reducirla, ya que conforme nos alejamos el campo directo disminuye, mientras que el difuso es constante.
• Uniformidad del Campo Sonoro: Hay que evitar que la diferencia de nivel de presión en diferentes puntos sea elevada. Se necesita un equilibrio.
• Inteligibilidad: Es el conjunto de cualidades que debe tener un sonido para que su grado de compresión sea adecuado.

Insonorización, Aislamiento Acústico y Normativas

El ruido es un sonido molesto que afecta a la inteligibilidad. Además, puede ocasionar problemas de salud. El ruido al que puede estar sometida una persona y los aislamientos que se deben cumplir para evitarlos se regulan en:

• Normativa Básica de la Edificación (NBE-CA-88) (estatal)
• Leyes Medioambientales (autonómica)
• Ordenanzas sobre el Ruido (local)