Aislamiento Acústico

Cuando estamos sometidos sometidos a ruidos provenientes del exterior, nuestra tranquilidad e incluso nuestra salud, puede verse afectada. Ruido de tráfico, ruido de pasos en el piso superior, descargas sanitarias de otros departamentos, ensayos musicales en viviendas contiguas, etc, son ejemplos de situaciones donde un correcto aislamiento acústico se hace necesari. Para dar solución a este tipo de problemas, en ARCAP desarrollamos soluciones acordes a cada necesidad, trabajando en conjunto con arquitectos y constructores en la etapa de diseño y planeamiento, ofreciendo además, materiales adecuados para lograr los objetivos planteados.

La mayoría de las Salas tienen paramentos paralelos de superficies duras. A veces pueden hacer que el ruido rebote entre ellas, un fenómeno conocido como eco.

El Sistema de Acústica para Sala de Reuniones, Salas de Cine, Auditorios, que diseñamos e instalamos evita dicha situación instalando un absorbente de pared a la altura del oído o inclinando una de las paredes para que el sonido se dirija hacia arriba al techo acústico

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Aislamiento Acústico:

Introducción
La acústica es una ciencia compleja y poco comprendida. Como consecuencia de este desconocimiento, los errores de concepto se propagan con gran facilidad entre un público desorientado por la avalancha de información tecnológica. Si a esto añadimos el efecto distorsionador que suele ejercer el marketing sobre la visión que tenemos de las nuevas tecnologías, no es de extrañar que ciertos aspectos de la acústica puedan llegar a parecer prácticas esotéricas.
La única solución para superar estos problemas es armarse con unos conocimientos sólidos y confiar en profesionales expertos. Aquí se explicarán algunos conceptos básicos sobre acústica.

Fundamentos
El sonido, tal como lo percibimos habitualmente, es el resultado de pequeñas variaciones de presión atmosférica que se producen con gran rapidez. Estas variaciones rápidas de presión se propagan en el aire en forma de ondas sonoras a una velocidad aproximada de 345 m/s. (en realidad la velocidad varía ligeramente en función de la temperatura ambiental principalmente).

Las dos características básicas de las ondas sonoras son su amplitud y su frecuencia. La frecuencia nos da la idea de la rapidez con que se producen las variaciones de presión. Así, si hablamos por ejemplo de una frecuencia de 1000 Hz (ese horrible pitido que acompaña muchas veces a la carta de ajuste de la TV), queremos decir que se producen 1000 variaciones de presión por segundo. Para saber si estas variaciones de presión son grandes o pequeñas necesitaremos conocer su amplitud. Si la amplitud es grande, oiremos un sonido fuerte, si por el contrario la amplitud es pequeña, oiremos un sonido flojo. Como el margen de posibles amplitudes es muy amplio (desde 0,00002 Nw/m? hasta 100.000 Nw/m?) se emplea una escala logarítmica -los famosos decibelios o dB- para tener un sistema de medida más manejable.

Longitud de onda
El comportamiento de las ondas sonoras cuando chocan con un obstáculo es diferente según cuál sea su frecuencia. Para entender el por qué, es muy útil introducir el concepto de longitud de onda. La longitud de onda, que se suele representar por la letra griega lamda) , es el espacio necesario para que una onda sonora (una variación rápida de presión) realice un ciclo completo. Es decir, la distancia necesaria para que la presión aumente ligeramente por encima del valor de la presión atmosférica; disminuya a continuación hasta un valor ligeramente inferior al de la presión atmosférica; y aumente nuevamente hasta ese mismo valor. El número de veces que se repite este ciclo en un segundo es precisamente la frecuencia de la onda (Hz).

Veámoslo con un ejemplo. Supongamos una onda sonora de 3450 Hz (un pitido un poco más agudo que el de la carta de ajuste). Como la onda viaja aproximadamente a 345m/s, resultará que su longitud de onda es:

Se puede conocer la longitud de onda a Se puede conocer la longitud de onda a cualquier frecuencia aplicando este mismo procedimiento (lamda=345/f). Si tenemos en cuenta que el margen de frecuencias audibles para el oído humano está comprendido entre 20 Hz y 20.000 Hz, podemos calcular fácilmente la longitud de onda para cada una de ellas:

Así pues, las longitudes de onda correspondientes a las frecuencias audibles están comprendidas entre unos 17 metros para la frecuencia más baja, y 1,7 centímetros para la más alta. La diferencia es considerable y tiene consecuencias acústicas importantes.

En primer lugar, los objetos que una onda sonora encuentra en su camino representan un verdadero obstáculo sólo si su tamaño es bastante mayor que su longitud de onda. Por lo tanto las frecuencias más agudas (longitudes de onda cortas) verán fácilmente entorpecida su trayectoria por cualquier objeto medianamente grande, mientras que las frecuencias más graves (longitudes de onda largas) no se inmutarán por su existencia. Para aclarar este concepto podemos realizar un sencillo experimento. Siéntese a escuchar música delante de su equipo estéreo al volumen habitual y pida a alguien que ponga la mano delante del tweeter -el altavoz más pequeño- de una de las cajas acústicas. Notará que, de golpe, todo el sonido parece venir de la otra caja. Pídale a continuación que ponga la mano delante del woofer (el altavoz más grande). Ahora no se aprecia prácticamente ninguna diferencia. Esto es debido a que la mano representa un obstáculo para las frecuencias más agudas pero no es obstáculo para las más graves.

Otra consecuencia importante es que cuanta más alta es la frecuencia, mayor es la tendencia de la onda sonora a comportarse como un rayo de luz. Esto significa que cuando una onda sonora choca contra una pared rígida suficientemente grande, se producirá una reflexión de la onda como si la pared fuera un espejo.

Consecuentemente, cuando escuchamos nuestro equipo de sonido no sólo estamos oyendo el sonido proveniente de los altavoces, sino que también oímos las reflexiones de las ondas sonoras en las paredes, suelo y techo de la habitación. Si las reflexiones son importantes, la calidad de escucha se verá seriamente comprometida.

Y, ¿Qué pasa con las frecuencias más graves?. Pues en una sala de estar normal tampoco se salvan. Resulta que cuando la longitud de onda es similar a la distancia entre las paredes, o entre el suelo y el techo, se produce un fenómeno físico conocido como resonancia. En estas circunstancias la habitación se comporta como la caja de un tambor favoreciendo determinadas frecuencias.

Lamentablemente las dimensiones de la mayoría de salas domésticas están dentro de esta categoría. Nuevamente la calidad de escucha se ve afectada debido, en este margen de frecuencias, a las resonancias propias de la sala.

Absorbentes acústicos

Son materiales de celda abierta, a través de los cuales puede pasar el aire con mayor o menor dificultad. Por si solos no son buenos aislantes. Los parámetros que definen a este tipo de materiales desde un punto de vista acústico son:

• Espesor
• Resistencia al paso del aire

Ejemplos de materiales absorbentes:

• Conglomerado de poliuretano
• Lana de roca
• Fibra de poliéster
• Fibra de vidrio

Los mayores índices de aislamiento se consiguen al combinar materiales aislantes con absorbentes en cámara.

Acondicionamiento acústico
En una sala con gran un volumen, el sonido directo alcanza la posición del oyente en un breve espacio de tiempo, mientras que las reflexiones producidas en paredes y techos le alcanzan tiempo después debido al camino recorrido por el sonido.
En cambio, si la sala es pequeña, las reflexiones alcanzan al oyente prácticamente al mismo tiempo que el sonido directo (debido a que los caminos recorridos por las reflexiones son prácticamente igual que el del sonido directo.)
Esta diferencia entre los tiempos de separación del sonido directo y las primeras reflexiones es muy importante desde el punto de vista del mecanismo de la audición y su capacidad de integrar sonidos.

Efecto Hass
Cuando el sonido directo y el reflejado llegan con una separación inferior a 50 ms el oído humano los percibe como un único sonido e identificaremos su procedencia en base a la diferencia de los tiempos de llegada de cada sonido.
Por el contrario, si el sonido reflejado alcanza al oyente 50 ms después de la llegada del sonido directo, el oído lo percibirá como un eco. Este fenómeno es conocido como efecto Haas, también llamado efecto de precedencia. Basándonos en el efecto Hass, podemos deducir, que es de vital importancia la correcta situación de los altavoces y posición de escucha. De este modo podremos obtener una correcta imagen estereofónica. Ya que de otro modo, estaríamos obteniendo un desplazamiento "virtual" de las fuentes sonoras o instrumentos y la consiguiente distorsión de la escena sonora.

Propagación del sonido en un recinto cerrado
Según se acaba de indicar, la energía emitida por una fuente sonora en un recinto cerrado alcanza al oyente de dos formas:

- Sonido directo: aquel que recorre la trayectoria en línea recta existente entre la fuente sonora y el oyente

- Sonido reflejado: aquel que alcanza al oyente, después de realizar una o más reflexiones sobre las superficies de la sala.

Si tomamos como referencia el punto de escucha, el nivel sonoro recibido del sonido directo depende de la distancia a la fuente, mientras que el nivel sonoro obtenido del sonido reflejado, depende tanto de los diferentes caminos recorridos por los rayos sonoros como del coeficiente de absorción de los materiales de las superficies que definen la sala.

Sonido reflejado
Al analizar la evolución temporal del sonido reflejado en un punto cualquiera de la sala, se identificarán básicamente dos zonas: una primera zona que engloba todas aquellas reflexiones que llegan inmediatamente después del sonido directo, y que reciben el nombre de primeras reflexiones o reflexiones tempranas (los primeros "rebotes" en paredes, suelo y techo), y una segunda formada por las siguientes reflexiones que constituyen la denominada cola reverberante.

Si bien la llegada de reflexiones al punto de escucha se produce de forma continua, y por tanto sin cambios bruscos, también es cierto que las primeras reflexiones llegan de forma más discretizada que las tardías, debido a que se trata de reflexiones de orden bajo (habitualmente, orden ≤ 3). Se dice que una reflexión es de orden "n" cuando el rayo sonoro asociado ha incidido "n" veces sobre las diferentes superficies del recinto antes de llegar al receptor.

studio de las primeras reflexiones. Acústica geométrica

En general, las primeras reflexiones presentan un nivel energético mayor que las correspondientes a la cola reverberante, ya que en las reflexiones parte del sonido se va atenuando.
Además, como las primeras reflexiones dependen directamente de las formas geométricas de la sala, son específicas de cada punto y, por tanto, determinan las características acústicas propias de la sala en esa posición de escucha, juntamente con el sonido directo.
Por este motivo, y con el fin de mejorar el número de reflexiones, surgieron los famosos difusores. Inicialmente de forma "policilíndricos" o simplemente "cilíndricos".

En la década el 60 aproximadamente, el profesor Manfred Schoeder descubre propiedades acústicas de difusión en ciertas secuencias numéricas. De aquí nacieron los difusores numéricos, los que no sólo "reparten" la energía en el espacio (reflexiones con diferentes "ángulos de salida") sino que también lo hacen en el tiempo (frentes de onda con diferentes "tiempos de salida").

Adelantándonos con conceptos acústicos modernos, se ha descubierto que dos de los parámetros acústicos más importantes de una sala son la espacialidad y la envolvente sonora. Estas propiedades dependen directamente de la decorrelación binaural, tanto en la parte temprana de la respuesta al impulso del recinto como en la parte tardía de la misma. Esta propiedad puede ser optimizada mediante el uso de difusores acústicos.

¿Qué beneficios se obtienen con el uso de Difusores Acústicos?
Con el empleo de Difusores Acústicos se consigue una imagen sonora con mayor amplitud de la escena sonora y envolvente (debido a la decorrelación del sonido que alcanza a cada oído), traduciéndose esto en una escucha de mayor calidad.

Modos propios de una sala. Acústica ondulatoria

El estudio analítico de los modos propios se realiza mediante la denominada acústica ondulatoria que, conjuntamente con la acústica geométrica y la estadística anteriormente comentadas, constituyen las tres teorías clásicas que hacen posible conocer con rigor el comportamiento del sonido en un recinto cualquiera.
El encuentro de ondas incidentes y reflejadas en una sala da lugar a interferencias constructivas y destructivas, es decir, a la aparición de lo que llamamos modos propios de la sala. Cada modo propio va asociado a una frecuencia.
Los modos propios, se traducen a nivel práctico en que la calidad sonora dentro de la sala dependerá excesivamente del punto donde se realice la escucha. Así, si la escucha la realizamos en un punto donde se sitúe un máximo de presión de la onda estacionaria o modo propio, estaremos percibiendo esa frecuencia con mayor intensidad de la que realmente debería tener. Lo contrario nos pasará al estar situados en algún punto donde se sitúe un mínimo.

La distorsión que los modos propios producen sobre el sonido emitido en la sala recibe el nombre de "coloración". El efecto será el mismo que obtendríamos al insertar un ecualizador parámetro y modificásemos sus parámetros dependiendo del punto de escucha que estemos en la sala. Evidentemente, lo que pretendemos en una sala, es tener una cobertura y distribución lo mas homogénea posible, por lo que la existencia de modos propios no hará otra cosa sino distorsionarnos el sonido.
Para corregir la existencia de modos propios, será conveniente un buen diseño de la sala, donde al igual que en el diseño de la caja de resonancia de un violín o un piano, se optimizará el número y distribución de los modos propios para conseguir el mejor sonido posible.

Tiempo de reverberación RT
Con el fin de poder medir y evaluar la reverberación de una sala, se define el tiempo de reverberación (RT) a una frecuencia dada, como el tiempo que transcurre desde que la fuente de ruido se detiene hasta que el nivel de presión sonora cae 60 dB con respecto a su valor inicial. Una sala con un RT grande se denomina "vivo" (nave industrial, iglesia, etc.), mientras que si el RT es pequeño recibe el nombre de recinto "apagado" o "sordo" (locutorio, estudio de grabación, etc.). Por lo general, el Tiempo de Reverberación varía con la frecuencia, tendiendo a disminuir a medida que la frecuencia aumenta. Ello es debido, en gran parte, a que la mayoría de materiales que hay en cualquier sala son más absorbentes a altas frecuencias.

AISLAMIENTO ACUSTICO
Es evidente que en un recinto destinado a la grabación o reproducción sonora, es imprescindible disponer de un buen aislamiento acústico. Esto nos permitirá que la reproducción o grabación sonora, no se vea "contaminada" con ruido del exterior. Y al mismo tiempo, el sonido generado dentro de la sala no interfiera a espacios colindantes.