libro 002 - 1 - diseño acústico de espacio

8/7/2019 Libro 002 - 1 - Diseo Acstico de Espacio

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Antoni Carrin Isbert

Diseo acsticode espacios

arquitectnicos


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Empresas patrocinadoras:

CRISTALERA ESPAOLA, SA. Divisin Aislamiento. Isover Edificio Ederra-Centro Azca, Paseo de la Castellana 77, 28046 Madrid

DICESVA, SL Villar 20, 08041 Barcelona

EARPRO, SA / JBL PROFESSIONAL 7 SHURE Pol. Ind. I, Juan de la Cierva 23Nave 2, 08960 Sant Just Desvern (Barcelona)

FIGUERAS INTERNATIONAL SEATING, SA Ctra. de Parets a Bigues km 7,7,08186 Lli de Munt (Barcelona)

KNAUF GmbH Sucursal en Espaa Caleruega 79, 28033 Madrid

KINGLAND, SL. Hppe Form Mandri 19, 08022 Barcelona

MACCO, SL. Illbruck Sardenya 311, 08025 Barcelona

NOTSON, SL. Realizaciones acsticas Gran Via de les Corts Catalanes 658,08010 Barcelona

ROLAND ELECTRONICS DE ESPAA, SA Bolivia 239, 08020 Barcelona

Primera edicin: julio de 1998

La presente obra fue galardonada en el quinto concurso"Ajut a l'elaboraci de material docent" convocado por la UPC.

Con la colaboracin del Servei de Publicacions de la UPC

Diseo de la cubierta: Manuel AndreuDiseo y montaje de interiores: Edicions UPC y Alemany, sccl

Antoni Carrin, 1998

Edicions UPC, 1998Edicions de la Universitat Politcnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel. 93 401 68 83 Fax. 93 401 58 85http://www.upc.es/edicions/index.html

e-mail: [email protected]

Produccin: Talleres Grficos Hostench, SAc/ Crcega 231-233, 08036 Barcelona

Depsito legal: B-28.015-98ISBN: 84-8301-252-9

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A la meva esposa Margi i als meus

fills Gerard, Albert i Marc

00-Primeras pginas ok 7/6/99 11:11 Pgina 7


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Agradecimientos

Deseo expresar mi agradecimiento al seor Josep Maria Serra-Muoz, de Edicions UPC, porel inters mostrado y la confianza depositada en mi persona ya desde un primer momento,cuando el libro era slo un proyecto. Asimismo, dar las gracias a la Universidad Politcnicade Catalua por la concesin de una ayuda para la elaboracin de material docente. Tambinmerecen especial mencin las siguientes empresas patrocinadoras, cuya aportacin ha facili-tado la edicin del libro a gusto del autor:

CRISTALERIA ESPAOLA, S.A. EARPRO, S.A. DICESVA, S.L. FIGUERAS International Seating, S.A. KINGLAND, S.L. KNAUF GmbH Sucursal en Espaa J.R.MACCO, S.L. NOTSON, S.L. ROLAND Electronics de Espaa, S.A.

Igualmente deseo dejar constancia de mi ms profunda admiracin y veneracin por elprofesor Alfredo Bonavida, quien con su ilimitada capacidad y su inagotable vitalidad meintrodujo en el apasionante mundo de la acstica.

Por ltimo, destacar la inestimable ayuda de mis ms directos colaboradores, sin los

cuales el libro nunca hubiese podido ver la luz: Bernat Roman (colaborador y asesor), MCarme Vilagins (soporte informtico), Vctor Polo (parte grfica) y Pedro Cerd (asesor yconsejero).



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ndice

Prlogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1 Principios bsicos del sonido1.1 Definicin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.2 Generacin y propagacin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.3 Frecuencia del sonido (f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.4 Espectro frecuencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.5 Clasificacin de los sonidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.5.1 Sonidos deterministas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.5.2 Sonidos aleatorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.6 Banda de frecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.7 Velocidad de propagacin del sonido (c) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.8 Longitud de onda del sonido () . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.9 Nivel de presin sonora (SPL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.10 Percepcin del sonido en funcin de la frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1.10.1 Relacin entre niveles de presin sonora (SPL) y frecuencia (f) . . . . . . . . . 361.10.2 Enmascaramiento del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

1.11 Medicin del sonido: el sonmetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.11.1 Medidas globales. Escala lineal y red de ponderacin A . . . . . . . . . . . . . . . 401.11.2 Filtros para anlisis frecuencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.11.3 El sonmetro integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.12 Criterios de evaluacin del ruido de fondo en un recinto. Curvas NC . . . . . . . . . . . 421.13 El sistema de fonacin humana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

1.13.1 Caractersticas del mensaje oral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451.13.2 Directividad de la voz humana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

1.14 Propagacin del sonido en el espacio libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471.15 Propagacin del sonido en un recinto cerrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.15.1 Sonido reflejado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491.15.2 Estudio de las primeras reflexiones. Acstica geomtrica . . . . . . . . . . . . . . 51



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1.15.3 Percepcin subjetiva de primeras reflexiones. Ecos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.15.4 Eco flotante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561.15.5 Modos propios de una sala. Acstica ondulatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561.15.6 Balance energtico sonoro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.15.7 Campo directo y campo reverberante. Nivel total de presin sonora . . . . . . 611.15.8 Tiempo de reverberacin RT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631.15.9 Clculo de la inteligibilidad de la palabra: %ALCons y STI/RASTI . . . . . . 671.15.10Relacin entre el tiempo de reverberacin y la inteligibilidad

de la palabra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2 Materiales y elementos utilizados en el acondicionamiento acstico derecintos

2.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712.2 Absorcin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.2.1 Absorcin de los materiales utilizados en la construccin de lasparedes y techo de un recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

2.2.2 Absorcin del aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.2.3 Absorcin de las superficies vibrantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.2.4 Materiales absorbentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.2.5 Elementos absorbentes selectivos (resonadores) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.2.6 Absorcin del pblico y de las sillas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.2.7 Incidencia rasante. Efecto seat dip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.3 Reflexin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142.3.1 Estudio de reflectores. Efecto de difraccin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . 115

2.4 Difusin del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1232.4.1 Difusores policilndricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252.4.2 Difusores de Schroeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

3 Diseo acstico de espacios de uso comunitario, de uso deportivo y de salasde conferencias/aulas

3.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373.2 Objetivos acsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

3.2.1 Ruido de fondo (curvas NC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.2.2 Tiempo de reverberacin (RT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1393.2.3 Ecos y focalizaciones del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

3.2.4 Efecto tambor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.2.5 Sistema de megafona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.3 Criterios generales de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

3.3.1 Procedimiento para la obtencin del tiempo de reverberacin RTmiddeseado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

3.3.2 Criterios para prevenir o eliminar ecos y focalizaciones del sonido . . . . . . 1473.3.3 Criterios para la eliminacin o atenuacin del efecto tambor . . . . . . . . . . 1483.3.4 Criterios de ubicacin de los altavoces del sistema de megafona . . . . . . . 149

3.4 Ejemplos prcticos de diseo acstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

DISEO ACSTICO DE ESPACIOS ARQUITECTNICOS

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3.4.1 Bar-restaurante de la Escuela Tcnica Superior de Arquitecturadel Valls, Sant Cugat (Barcelona, Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1513.4.2 Polideportivo del Campus Norte de la Universidad Politcnica

de Catalua, Barcelona (Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1553.4.3 Sala de actos del edificio docente de la Direccin General de Deportes de

la Generalitat de Catalua, Esplugues de Llobregat (Barcelona, Espaa) . 1573.5 Ejemplos prcticos de diseo de sistemas de megafona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

3.5.1 Pabelln Polideportivo de Zurbano (Vitoria, Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . 1613.5.2 Catedral de Vitoria (Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4 Diseo acstico de teatros4.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

4.2 Teatros al aire libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1694.2.1 Teatros clsicos griegos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704.2.2 Teatros clsicos romanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

4.3 Teatros en recintos cerrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1734.3.1 Teatros del Renacimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1744.3.2 Teatros del Barroco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764.3.3 Teatros de proscenio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1774.3.4 Teatros con escenario integrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1784.3.5 Teatros circulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

4.4 Objetivos acsticos asociados a teatros. Parmetros bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.4.1 Tiempo de reverberacin (RT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.4.2 Invariancia del tiempo de reverberacin con la escenografa . . . . . . . . . . . 1824.4.3 Parmetros asociados a las primeras reflexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.4.4 Parmetros asociados a la inteligibilidad de la palabra . . . . . . . . . . . . . . . 1854.4.5 Sonoridad (S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.4.6 Condiciones y situacin ptima del actor (teatros de proscenio) . . . . . . . . 186

4.5 Posibles anomalas asociadas a teatros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.5.1 Coloracin de la voz y falsa localizacin de la fuente sonora . . . . . . . . . . 1874.5.2 Ecos y focalizaciones del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.5.3 Curvas NC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

4.6 Resumen de los valores recomendados de los parmetros acsticosasociados a teatros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

4.7 Criterios generales de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

4.7.1 Relacin entre volumen, nmero de asientos y tiempo dereverberacin medio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1914.7.2 Visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1924.7.3 Anfiteatros y balcones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1944.7.4 Procedimientos para la obtencin del tiempo de reverberacin RTmid

deseado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.7.5 Criterios para la generacin de primeras reflexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . 1974.7.6 Perfil terico ptimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2034.7.7 Distancia mxima recomendada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

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4.7.8 Criterios para conseguir una sonoridad ptima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2074.7.9 Criterios para prevenir o eliminar la coloracin de la vozo una falsa localizacin de la fuente sonora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

4.7.10 Criterios para prevenir o eliminar ecos y focalizacionesdel sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

4.8 Resumen de los criterios generales de diseo de teatros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104.8.1 Parmetros acsticos bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2114.8.2 Volumen de la sala y nmero de asientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2114.8.3 Visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2124.8.4 Anfiteatros y balcones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2124.8.5 Materiales recomendados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2124.8.6 Generacin de primeras reflexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

4.8.7 Perfil terico ptimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2134.8.8 Distancia mxima recomendada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2134.8.9 Sonoridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2144.8.10 Condiciones acsticas ptimas para el actor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2144.8.11 Prevencin o eliminacin de la coloracin de la voz, de una falsa

localizacin de la fuente sonora y de ecos y focalizaciones del sonido . . . 2144.9 Ejemplo prctico de diseo. Teatro de la Casa de la Cultura,

Tres Cantos (Madrid, Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2154.9.1 Descripcin del espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2154.9.2 Objetivos acsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2164.9.3 Materiales utilizados como acabados del recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2164.9.4 Resumen de los resultados de las medidas realizadas

y valoracin acstica de la sala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

5 Diseo acstico de salas de conciertos5.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2235.2 Objetivos acsticos asociados a salas de conciertos.

Parmetros bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.1 Grado de reverberacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2245.2.2 Sonoridad (G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2285.2.3 Initial-Time-Delay Gap (tI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2285.2.4 Relaciones energticas (ELR): Ct, Ct0, Cx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2295.2.5 Claridad musical (C80) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

5.2.6 Curva de energa reflejada acumulada (RECC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2325.2.7 Textura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2335.2.8 Espacialidad del sonido: amplitud aparente de la fuente sonora (ASW) . . 2335.2.9 Espacialidad del sonido: sensacin de sonido envolvente (LEV) . . . . . . . . 2365.2.10 Objetivos acsticos relacionados con el escenario y la orquesta . . . . . . . . 238

5.3 Posibles anomalas asociadas a salas de conciertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2405.3.1 Efectos anmalos sobre la calidad tonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2405.3.2 Desplazamiento de la fuente sonora (falsa localizacin) . . . . . . . . . . . . . . 2405.3.3 Ecos y focalizaciones del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240


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5.3.4 Galera de los susurros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2415.3.5 Curvas NC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.4 Resumen de los valores recomendados de los parmetros acsticos

asociados a salas de conciertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2425.5 Criterios generales de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

5.5.1 Criterios para la eleccin del volumen y del nmero de asientos . . . . . . . . 2445.5.2 Criterios para la generacin de primeras reflexiones.

Formas tpicas de salas de conciertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2505.5.3 Visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2685.5.4 Incidencia rasante. Efecto seat dip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2685.5.5 Anfiteatros y balcones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2695.5.6 Materiales recomendados en el diseo de la sala. Relacin

con la calidez acstica y el brillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2705.5.7 Criterios para conseguir una sonoridad ptima.

Mxima distancia recomendada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2715.5.8 Criterios para conseguir una amplitud aparente

de la fuente sonora ptima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2735.5.9 Criterios para conseguir un sonido envolvente ptimo . . . . . . . . . . . . . . . 2755.5.10 Criterios para prevenir o eliminar la coloracin tonal . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.5.11 Criterios para prevenir o eliminar ecos y focalizaciones del sonido . . . . . . 2775.5.12 Criterios de diseo del escenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2815.5.13 Criterios de diseo de la concha acstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

5.6 Mtodos de valoracin acstica de salas de conciertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2935.6.1 Valoracin objetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2935.6.2 Valoracin subjetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

5.7 Resumen de los criterios generales de diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2975.7.1 Parmetros acsticos bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2985.7.2 Volumen de la sala y nmero de asientos. Relacin

con el tiempo de reverberacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2985.7.3 Formas de la sala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2995.7.4 Visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.7.5 Anfiteatros y balcones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.7.6 Materiales recomendados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.7.7 Sonoridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3015.7.8 Mxima distancia recomendada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

5.7.9 Prevencin o eliminacin de coloraciones tonales, ecosy focalizaciones del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3015.7.10 Mejora de la impresin espacial del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3025.7.11 Escenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

5.8 Ejemplo prctico de diseo. Auditorio de Tenerife,Santa Cruz de Tenerife (Espaa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.8.1 Descripcin del espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.8.2 Objetivos acsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3035.8.3 Materiales utilizados como acabados del recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

NDICE



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5.8.4 Resumen de los resultados de la simulacin acstica realizaday valoracin acstica de la sala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

6 Acstica variable para espacios multifuncionales6.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3136.2 Acstica variable mediante elementos fsicos variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

6.2.1 Variacin del volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3156.2.2 Sillas mviles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3206.2.3 Variacin de la absorcin adicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3226.2.4 Ventajas e inconvenientes de la variacin de absorcin respecto

a la variacin de volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

6.2.5 Ejemplo prctico de diseo. Teatro Orchard (Gran Bretaa) . . . . . . . . . . . 3276.3 Acstica variable mediante sistemas electrnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

6.3.1 Resonancia Asistida (AR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3306.3.2 Reverberacin de canal mltiple (MCR) o Sistema de Amplificacin

del Campo Sonoro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3326.3.3 Sistema de Control Acstico (ACS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

6.4 Ventajas e inconvenientes de la utilizacin de sistemas electrnicos frenteal uso de elementos fsicos variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3326.4.1 Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3326.4.2 Inconvenientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

6.5 Comentario final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

7 Diagnosis, simulacin acstica de recintos y sistemas de creacinde sonido virtual

7.1 Diagnosis acstica de recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3357.1.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3357.1.2 Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la palabra . . 3357.1.3 Protocolo de medida correspondiente a recintos destinados a la msica . . 3377.1.4 Ejemplos prcticos de diagnosis acstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3407.1.5 Diagnosis acstica del Teatro Municipal de Girona (Espaa) . . . . . . . . . . 3427.1.6 Diagnosis acstica del Palau de la Msica Catalana, Barcelona (Espaa) . 348

7.2 Simulacin acstica de recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3597.2.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

7.2.2 Descripcin del programa de simulacin acstica AURA . . . . . . . . . . . . . 3597.2.3 Parmetros calculados por el programa AURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3647.2.4 Otras opciones del programa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

7.3 Sistemas de creacin de sonido virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3817.3.1 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3817.3.2 Concepto de auralizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3817.3.3 Estructura de los sistemas de auralizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3827.3.4 Sistema de auralizacin basado en la unidad

de reverberacin digital Roland R-880 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384


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Apndice 1:Estudio y diseo de difusores unidimensionales QRD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

Apndice 2:Formulacin de los parmetros acsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

Apndice 3:Ficha tcnica de 66 salas de conciertos de relevancia mundial . . . . . . . . . . . . . . . 417

Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

ndice alfabtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429

NDICE



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Prlogo

El campo de la acstica, como muchos otros campos de la ciencia, es extremadamente amplio.No en vano engloba disciplinas tan diversas como la acstica ambiental, la acstica musical,la psicoacstica y la acstica arquitectnica, entre otras.

Este libro se centra exclusivamente en la acstica arquitectnica y, ms concretamente,en el diseo o acondicionamiento acstico de recintos. Dicho de una manera simple, el acon-dicionamiento acstico consiste en la definicin de las formas y revestimientos de las super-ficies interiores de un recinto con objeto de conseguir las condiciones acsticas ms adecua-das para el tipo de actividad a la que se haya previsto destinarlo.

A menudo, el acondicionamiento acstico se confunde con el aislamiento acstico. Estatemtica, si bien complementaria a la anterior, es conceptualmente distinta, ya que se refiereal conjunto de acciones encaminadas a la obtencin de una correcta atenuacin en la transmi-sin de ruido y vibraciones entre los diferentes espacios que integran un recinto.

El libro est destinado a arquitectos, a estudiantes de arquitectura, a los diferentescolectivos que intervienen directa o indirectamente en el diseo o remodelacin de cualquiertipo de recinto y, en general, a todas aquellas personas interesadas en el campo de la acsticaarquitectnica.

El objetivo bsico del libro consiste en proporcionar unos criterios para el diseo acs-tico de un amplio conjunto de espacios tipo, a fin de cubrir la inmensa mayora de casos prc-ticos que se puedan presentar.

El libro est exento de formulacin matemtica compleja, ya que, desde mi punto devista, no se trata de convertir a los lectores en expertos en la materia, sino ms bien de pro-

porcionarles unos conocimientos que les permitan dialogar con los especialistas usando unaterminologa comn. En el caso de los arquitectos, es mi deseo que, a partir de dichos cono-cimientos, sean capaces de calibrar en cada momento y en su justa medida las repercusionesa nivel acstico que se puedan derivar de sus planteamientos en la fase de diseo.

El libro es fruto de la experiencia que he ido acumulando a lo largo de mis ms de vein-te aos de ejercicio de la profesin, tanto en mi faceta de profesor e investigador universita-rio, como en la de ingeniero del rea de proyectos de sonido del Comit Organizador Olmpi-co Barcelona 92 y, ms recientemente y en paralelo con la primera, como director de laempresa de consultora Audioscan, ingeniera del sonido.



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Para su elaboracin me ha sido de gran utilidad el extenso material preparado con moti-vo de la imparticin, en 1.996, del curso de especializacin titulado AcondicionamientoAcstico de Espacios Arquitectnicos, dentro de los programas de formacin continuadaorganizados por la Fundacin Politcnica de Catalua.

En cuanto al contenido del libro, ha sido mi intencin respetar al mximo los criteriosde aquellos expertos avalados por una dilatada trayectoria profesional y considerados interna-cionalmente como autoridades en la materia, y tan slo me he decidido a exponer aquellos sis-temas originales propios que han sido merecedores de un reconocimiento pblico en cuanto asu valor cientfico.

El libro est estructurado en siete captulos y tres apndices. De todos ellos, solamenteel captulo 7 y el apndice 2 estn reservados a especialistas.

En el captulo 1 se exponen los principios bsicos relativos a la generacin y propaga-

cin del sonido y se describe de forma simplificada el comportamiento del mismo tanto enespacios abiertos como cerrados.

El captulo 2 est dedicado a describir los materiales y elementos ms comnmente uti-lizados en el acondicionamiento acstico de recintos, como son los absorbentes, los reflecto-res y los difusores del sonido. En el apartado de absorbentes no se han incluido tablas exhaus-tivas de coeficientes de absorcin de materiales, pues se trata de una informacin que se hallaen la prctica totalidad de libros dedicados a acstica.

En los captulos 3 a 6 se estudian los diferentes espacios tipo incluidos en el libro. Encada uno de ellos se exponen los objetivos acsticos que se deben cumplir, se presenta unconjunto de criterios genricos de diseo y se dan ejemplos prcticos de diseo. El hecho deque existan conceptos comunes a diferentes espacios tipo ha obligado a un cierto grado derepeticin a fin de que cada captulo tenga la mxima independencia posible respecto alresto.

El captulo 3 est destinado a los espacios de uso comunitario, de uso deportivo y a lassalas de conferencias/aulas. ste es el nico captulo donde se trata la temtica de los siste-mas de megafona, aunque de forma muy resumida. Los captulos 4 y 5 estn dedicados, res-pectivamente, al estudio de teatros y salas de conciertos, por tratarse de espacios de mayorcomplejidad y por ser representativos de espacios destinados a la palabra y a la msica. En elcaptulo 6 se trata de la acstica variable aplicada a espacios multifuncionales.

Finalmente, en el captulo 7 se expone la metodologa necesaria para establecer la diag-nosis acstica de un recinto, se presenta un programa de simulacin acstica y se describenalgunos de los sistemas actuales de creacin de sonido virtual. Asimismo, se presentan dosejemplos prcticos de diagnosis acstica de recintos.

Por lo que a los apndices se refiere, el apndice 1 est destinado al diseo de difuso-res unidimensionales de residuo cuadrtico, como ampliacin de lo expuesto en el captulo 2sobre difusores del sonido. En el apndice 2 se incluye toda la formulacin matemtica de losparmetros definidos en los diferentes captulos. En el apndice 3 se presenta una tabla coninformacin relativa a 66 salas de conciertos de prestigio internacional, extrada del libro deL. Beranek titulado Concert & Opera Halls: How They Sound, publicado en 1.996.

En cuanto a la bibliografa, he optado por dar exclusivamente una bibliografa bsica, ypor tanto muy limitada, partiendo de la base de que el lector puede hallar una bibliografamucho ms extensa simplemente consultando los libros referidos.


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Espero que este libro sirva para aumentar el grado de sensibilizacin hacia la acstica,a la vez que sea til para concienciar a los diferentes colectivos sobre la importancia y tras-cendencia que el diseo acstico tiene en la calidad f inal de una sala. Slo as ser posible quela acstica adquiera el protagonismo que se merece en el contexto de un proyecto de obra civilya desde sus primeras etapas de gestacin.

Antoni CarrinJunio de 1998

PRLOGO



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Introduccin

Imaginemos por un momento la siguiente escena: entre bastidores, en un nuevo auditorio,momentos antes del concierto inaugural. Personajes: el director de la orquesta, el arquitecto yel gerente de la sala. Lgicamente, cada uno estar con la mirada puesta en un aspecto distin-to: el gerente, pendiente de si todas las localidades van siendo ocupadas; el arquitecto, preo-cupado de si la obra por l realizada contar con el beneplcito del pblico; el director, sumi-do en un grado de mxima concentracin con objeto de lograr el acoplamiento perfecto entretodos los msicos integrantes de la orquesta.

Pero entre todos estos deseos subyace una pregunta todava sin respuesta: cmo sona-r el nuevo recinto?

De la respuesta a dicha pregunta depender en buen grado la calidad de la interpreta-cin musical, el xito del arquitecto y, por ende, el de la sala en cuestin.

Cmo sonar el auditorio?, de qu depende la respuesta a dicha pregunta?Cualquier amante de la msica conoce la respuesta: depende de la acstica.La acstica es una de las ciencias clsicas ms jvenes. La primera referencia escrita

donde se conjugan criterios acsticos y arquitectnicos corresponde al romano Vitruvio en elsiglo I antes de Jesucristo. En su opinin, la geometra de los teatros griegos (en forma de aba-nico) y de los romanos (la clsica arena) estaba basada en una definicin previa de la acs-tica ms adecuada en cada caso.

Sin embargo, hasta finales del siglo XIX, la acstica era considerada una ciencia ine-xacta y, en consecuencia, no resulta extrao que continuamente aparecieran explicaciones eso-

tricas a travs de las cuales se pretendan aclarar los misterios de esta materia.Sirva como ejemplo la vieja creencia, totalmente errnea, de que la acstica de una salade conciertos mejora con el tiempo, como si se tratase de un buen vino.

En todas las pocas se han construido salas con mejor o peor acstica, y lo cierto es que,en la mayora de casos, slo aqullas consideradas como excelentes han resistido el transcursode los aos. Tal vez se podra afirmar que es la reputacin de la sala la que puede ir en aumen-to con el tiempo, en funcin del prestigio y calidad de los artistas que en ella intervienen.

En cualquier caso, conviene tener presente que los xitos en el diseo, desde un puntode vista acstico, eran fruto de una combinacin de intuicin y experiencia, si bien el princi-



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pal ingrediente era la suerte: suerte en la definicin de las formas y suerte en la eleccin delos materiales constructivos.A pesar del desconocimiento reinante, es bien cierto que ya los primeros compositores

escriban su msica pensando en el recinto donde haba de ser interpretada, e incluso la ade-cuaban para que el resultado final fuese ptimo. Es el caso, por ejemplo, de la Pasin segnSan Mateo, de J.S. Bach, escrita especialmente para la Thomaskirche, de Leipzig, donde lhaba sido cantor. As las cosas, cabra preguntarse hasta qu punto tambin los arquitectosdiseaban conscientemente sus edificios de acuerdo con las necesidades especficas acstico-musicales, con objeto de lograr una perfecta conjuncin entre forma y funcin. La evolucinde la arquitectura de las iglesias protestantes constituye un buen ejemplo del efecto de las exi-gencias acsticas sobre el volumen de la sala. Cuando el sermn se convirti en un elementoprimordial del servicio, el volumen de las iglesias de nueva construccin fue reducido, obte-

nindose as una mejor comprensin de la palabra como consecuencia de la disminucin dela reverberacin.

A finales del siglo XIX, y concretamente en 1.877, el fsico ingls lord Rayleigh publi-c un tratado con el ttulo de Theory of Sound, que contena los fundamentos tericos de estaciencia y que an hoy en da sirve de referencia. Con todo, las explicaciones all vertidas sobreacstica de salas se limitaban a generalidades del siguiente tipo:

En relacin con la acstica de edificios pblicos, hay varios puntos que permanecenoscuros. ... A fin de evitar la reverberacin, a menudo se hace necesario colocar moquetas ocortinas para absorber el sonido. En algunos casos, la presencia de la audiencia es ya sufi-ciente para conseguir el efecto deseado.

No es, pues, de extraar que los arquitectos de la poca se mostrasen abiertamente que-josos por la falta de criterios claros a los que recurrir a la hora de definir las formas de unasala para obtener una acstica ptima. ste es el caso de Charles Garnier, arquitecto de lapera de Pars, que en 1.880 haca las siguientes manifestaciones:

Es lamentable que la acstica y yo nunca hayamos llegado a entendernos. Me produ-ce gran dolor no dominar esta extraa ciencia, pero despus de una labor de quince aos, ape-nas he progresado en relacin al primer da. ... He ledo libros y he hablado con expertos; enninguna parte he encontrado una luz que me gue; al contrario, nicamente afirmaciones con-trapuestas.

No deja de ser curioso que en una poca caracterizada por descubrimientos revolucio-narios en campos como el de la fsica atmica, el progreso de la acstica, que pretende expli-car un fenmeno tan cotidiano como es el comportamiento del sonido en un recinto, fuese tanlento. Con toda seguridad, el motivo principal de tal paradjica situacin no era otro que la

falta de equipamiento electrnico con el que poder hacer mediciones objetivas. En efecto, elnico sistema del que se dispona era el odo humano, pero su rpida adaptacin a cualquiertipo de recinto con independencia de su comportamiento acstico imposibilitaba su empleocomo instrumento de medida.

Los ruegos de Garnier y otros prestigiosos arquitectos fueron atendidos al otro lado delAtlntico cuando, en 1.895, Wallace Clement Sabine empez su trabajo pionero encaminadoa la aplicacin de la acstica en la arquitectura.

W.C. Sabine, profesor asociado del departamento de Fsica de la Universidad de Har-vard, se haba dedicado inicialmente a los campos de la ptica y la electricidad. Su cambio de


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rumbo cientfico se produjo cuando el rector de la Universidad le solicit que se ocupase debuscar una solucin para la psima acstica del recin construido Fogg Art Museum. A pesarde la precariedad de medios de que dispona, fue capaz de encontrarla con extrema diligencia;la consecuencia fue inmediata: recibi el encargo de realizar el estudio acstico del nuevoBoston Music Hall. En un principio Sabine dud, pero acab aceptando. Ante todo se dedica revisar los datos experimentales que haba recopilado en su anterior experiencia. La nochedel 29 de octubre de 1.898, y de forma repentina, encontr una justificacin analtica a losresultados recopilados, gritando a su madre, la nica persona que se encontraba en su casa:Mam, es una hiprbola!. Acababa de descubrir que la reverberacin de un recinto erainversamente proporcional a la cantidad de absorcin del mismo. Haba nacido la clebreecuacin de reverberacin de Sabine, utilizada universalmente hasta nuestros das como par-metro primordial para la caracterizacin acstica de una sala.

La acstica se consolid como una nueva ciencia a partir de los aos 30, con posterio-ridad a la prematura muerte de Sabine, en 1.919, fundamentalmente por el desarrollo de la tec-nologa de micrfonos, amplificadores a vlvulas y altavoces, y su utilizacin como herra-mienta habitual en trabajos de campo. Posteriormente, con la evolucin de los equiposelectrnicos de medicin, ha sido posible relacionar una serie de parmetros subjetivos talescomo: inteligibilidad de la palabra, claridad musical, reverberacin, envolvente espacial delsonido o intimidad acstica con otros parmetros objetivos obtenidos directamente a partir demediciones efectuadas in situ.

En las ltimas dcadas, y en el campo de la simulacin acstica, se han venido utili-zando mayoritariamente dos sistemas completamente diferentes, aunque complementarios: lasmaquetas y los programas informticos.

Las maquetas son modelos del recinto construidos a escala que permiten estudiar elcomportamiento de las ondas sonoras en su interior. A partir de una serie de medidas efec-tuadas sobre las mismas, y siguiendo un proceso de extrapolacin, es posible obtener unosresultados orientativos en cuanto al comportamiento acstico del local. Con objeto de optimi-zar la simulacin, los factores de escala ms comnmente utilizados han sido 1:8 y 1:10. Sinembargo, el espacio requerido para su ubicacin, el coste y el tiempo de construccin, y enespecial la aparicin de paquetes de software especficamente diseados para aplicaciones enlos campos de la acstica y la sonorizacin, han hecho que su utilizacin actual quede prcti-camente circunscrita a proyectos de gran prestigio y envergadura.

El advenimiento de los programas de simulacin acstica, al inicio de la dcada de los80, supuso un salto cualitativo importante en la mejora de las previsiones efectuadas en rela-cin con los resultados finales, con el recinto construido. Dichas previsiones consistan en un

clculo estimativo de los parmetros acsticos ms representativos del recinto, y supusieronun notable avance en cuanto a tiempo y dinero respecto al empleo exclusivo de maquetas.Como complemento a ambos sistemas aparecen, ya en la dcada de los 90, los deno-

minados sistemas de creacin de sonido virtual, que permiten llevar a cabo lo que se ha con-venido en llamar auralizacin. La auralizacin es el proceso a travs del cual es posiblerealizar una escucha, en cualquier punto de un recinto, de un mensaje oral o un pasaje musi-cal, con la particularidad de que ello se lleva a cabo de forma virtual (antes de que dicho recin-to se haya construido o remodelado). La mencionada escucha se puede efectuar mediante alta-voces o, preferentemente, por medio de auriculares.

INTRODUCCIN



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En la actualidad, la existencia de programas de simulacin ms potentes y perfecciona-dos y de sistemas de creacin de sonido virtual ms evolucionados ha representado un avan-ce significativo en la modelizacin acstica de recintos, tanto en la fase de diseo como en lafase de anlisis.

En la fase de diseo, constituyen una herramienta extremadamente til, al facilitar latoma de decisiones en cuanto a formas y revestimientos interiores ptimos del recinto.

En la fase de anlisis, permiten predecir con un elevado grado de fiabilidad cul ser elcomportamiento acstico de una sala, a partir del conocimiento de las formas y de los mate-riales propuestos como acabados interiores de la misma.

Del diseo acstico de un conjunto representativo de espacios tipo, as como del esta-do actual de los programas de simulacin acstica y de los sistemas de creacin de sonido vir-tual, se tratar a lo largo de los siete captulos de que consta este libro.


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Bibliografa

Libros

Ando, Y. (1.985) Concert Hall Acoustics, Springer Verlag, Berln Barron, M. (1.993) Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FN Spon, Londres Beranek, L.L. (1.962) Music, Acoustics and Architecture, Wiley, Nueva York Beranek, L.L. (1.996) Concert and Opera Halls: How They Sound, Acoustical Society of

America, Nueva York Cremer, L. y Mueller, H. (1.982) Principles and Applications of Room Acoustics, Vols. 1 y

2, Applied Science Publishers Ltd., Londres Forsyth, M. (1.987) Auditoria, The Mitchell Publishing Company Limited, Londres Izenour, G. (1.977) Theater Design, McGraw Hill Book Company, Nueva York Knudsen, V.O. y Harris, C.M. (1.978) Acoustical Designing in Architecture, Acoustical

Society of America, Nueva York Kuttruff, H. (1.991) Room Acoustics, Elsevier Science Publishers Ltd., Nueva York

Artculos

Askenfeld, A. (1.986) Stage floors and risers supporting resonant bodies or sound

traps?, Acoustics for Choir and Orchestra, Royal Academy of Music, Estocolmo, 43-61 Barron, M. (1.988) Subjective study of British symphony concert halls, Acustica 66, 1-14 Barron, M. (1.993) Objective measures of spatial impression in concert halls, Proc. 11th

Int. Congr. on Acoustics, Pars, Paper N 7.2.22 Barron, M. y Lee, L.J. (1.988) Energy relations in concert auditoriums. I J. Acoust. Soc.

Am. 84, 618-628 Beranek, L.L. (1.969) Audience and chair absorption in large halls: II, J. Acoust. Soc.

Am. 45, 13-19 Bradley, J.S. (1.991) Some further investigations of the seat dip effect, J. Acoust. Soc.

Am. 90, 324-333

99-Pginas finales ok 7/6/1999 13:42 Pgina 423


20/420

DAntonio, P. y Konnert J.H. (1.984) The Reflection Phase Grating diffusor: design the-ory and application, J.Audio Eng. Soc., Vol. 32, N 4

Fasold, W. y Winkler, H. (1.976) Bauphysikalische Entwurfslehre, Band 5: Raumakustik,VEB Verlag fr Bauwesen, Berln

Gade, A. C. (1.989) Investigations of musicians room acoustic conditions in concerthalls, Acustica 69, 193-203 y 249-262

Haan, C.H. y Fricke, F.R. (1.993) Surface diffusivity as a measure of the acoustic qualityof concert halls, Proc. of Conference of the Australia and New Zealand ArchitecturalScience Association, Sydney, 81-90

Hidaka, T. Okano, T. y Beranek, L.L. (1.991) Studies of Inter-Aural Cross Correlation(IACC) and its relation to subjective evaluation of the acoustics of concert halls, 122ndMeeting of the Acoustical Society of America, Houston, Texas

Houtgast, T. y Steeneken, H. J. M. (1.973) The Modulation Transfer Function in roomacoustics as a predictor of speech intelligibility, Acustica 28, 66-73

Kath, U. y Kuhl, W. (1.965) Messungen zur Schallabsorption von Polstersthlen mit undohne Personen, Acustica 15, 127-131

Kosten, C.W. (1.965) New method for the calculation of the reverberation time of hallsfor public assembly, Acustica 16, 325-330

Krer, R. (1.969) Acustica 21, 370 Lehmann, P. (1.976) dissertation, Technical University, Berln Marshall, A.H. y Barron, M. (1.981) Spatial impression due to early lateral reflections in

concert halls, J. Sound Vib. 77, 211-232 Marshall, L.G. (1.994) An acoustic measurement program for evaluating auditoriums

based on the early/late sound energy ratio, J. Acoust. Soc. Am. 96, 2251-2261 Meyer, J. (1.993) The Sound of the Orchestra, J.Audio Eng. Soc., Vol. 41, N 4 Peutz, V.M.A. (1.971) Articulation Loss of Consonants as a criterion for speech transmis-

sion in a room, J. Audio Eng. Soc., Vol. 19, N 11 Rindel, J.H. (1.986) Attenuation of sound reflections due to diffraction, Nordic Acousti-

cal Meeting, Aalborg, Dinamarca Schroeder, M.R. (1.965) New method of measuring reverberation time, J. Acoust. Soc.

Am. 37, 409-412 Schroeder, M.R. (1.975) Diffuse sound reflections by maximum-length sequences, J.

Acoust. Soc. Am. 57, 149-150 Schroeder, M.R. (1.979) Binaural dissimilarity and optimum ceilings for concert halls:

more lateral sound diffusion, J. Acoust. Soc. Am. 65, 958-963 Schultz, T.J. y Watters, B.G. (1.964) Propagation of sound across audience seating, J.

Acoust. Soc. Am. 36, 885-896 Thiele, R. (1.953) Richtungsverteilung und Zeitfolge der Schallrckwrfe in Rumen,

Acustica 3, 291-302 Toyota, Y., Oguchi, K. y Nagata, N. (1.988) A study on the characteristics of early reflec-

tions in concert halls, J. Acoust. Soc. Am. Supl. 1 84, S130 Wilkens, H. (1.975) Beschreibung subjektiver Beurteilungen der Akustik von Konzertsa-

elen, dissertation, Technical University, Berln


424



21/420

425

Referencias

Captulo 1

Fig. 1.16: cortesa de Dicesva, S.L.Fig. 1.20: Rossing, T.D. (1.983) The Science of Sound, Addison-Wesley Publishing Company,Reading, MassachusettsFig. 1.24: Moreno, A. y Pfretzschner, J. (1.977) Human head directivity in speech emission:a new approach, Acoustic Letters, 1- 78-84Fig. 1.51: Kurtovic, H. (1.975) The influence of reflected sounds upon speech intelligibility,Acustica 33, 32-39

Captulo 2

Figs. 2.30, 2.52b y 2.75: cortesa de Audioscan, S.L.Figs. 2.4, 2.5, 2.18, 2.20, 2.31 y 2.32: cortesa de Cristalera Espaola, S.A.Figs. 2.6 y 2.7: cortesa de Macco, S.L.Fig. 2.17: cortesa de Metrasoni, S.L.Figs. 2.19, 2.23 y 2.24: cortesa de Wanner y Vinyas, S.A.Figs. 2.21 y 2.22: cortesa de Notson, S.L.

Fig. 2.25: cortesa de Heraklith Espaa, S.L.Fig. 2.39: Cremer, L. y Mueller, H. (1.982) Principles and Applications of Room Acoustics,Vol. 2, Applied Science Publishers Ltd., LondresFig. 2.48: cortesa de C.i.C.S. Cortines i Control Solar, S.L.Fig. 2.49: cortesa de Knauf GmbH Sucursal en EspaaFig. 2.50: cortesa de Acieroid, S.A.Fig. 2.51: cortesa de Cermicas del Ter, S.A.Figs. 2.56, 2.57 y 2.58: cortesa de Figueras International Seating, S.A.Fig. 2.63: Rossing, T.D. (1.983) The Science of Sound, Addison-Wesley Publishing Company,Reading, Massachusetts



22/420

Figs. 2.73, 2.83 izqda. y 2.84: Beranek, L.L. (1.996) Concert and Opera Halls: How TheySound, Acoustical Society of America, Nueva YorkFig. 2.79 dcha.: cortesa de Audio Sntesis, S.L.Fig. 2.83 dcha.: Barron, M. (1.993) Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FNSpon, LondresFig. 2.85: cortesa de Audio Sntesis, S.L.

Captulo 3

Figs. 3.4, 3.12 y 3.13: cortesa de Audioscan, S.L.

Fig. 3.9: cortesa de la Universidad Politcnica de CataluaFig. 3.16: cortesa de Saski Baskonia, S.A.D.

Captulo 4

Figs. 4.1, 4.2, 4.3, 4.6, 4.7, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15 y 4.16 : Izenour, G. (1.977)Theater Design, McGraw Hill Book Company, Nueva YorkFigs. 4.4, 4.8 y 4.40: Barron, M. (1.993) Auditorium Acoustics and Architectural Design,E&FN Spon, LondresFig. 4.5: Cremer, L. y Mueller, H. (1.982) Principles and Applications of Room Acoustics, Vol.1, Applied Science Publishers Ltd., LondresFigs. 4.17 y 4.18: Forsyth, M. (1.987) Auditoria, The Mitchell Publishing Company Limited,LondresFigs. 4.34 y 4.44: cortesa de Audioscan, S.L.

Captulo 5

Fig. 5.9: cortesa de Telco Electronics, S.A.Figs. 5.19 sup., 5.21, 5.22, 5.23, 5.26 sup., 5.28, 5.30, 5.32, 5.34, 5.36, 5.37, 5.46, 5.47, 5.50:Beranek, L.L. (1.996) Concert and Opera Halls: How They Sound, Acoustical Society ofAmerica, Nueva York

Figs. 5.38 y 5.39: cortesa de Tusquets, Daz y asociadosFig. 5.40: Sound & Video Contractor (enero 1.997)Fig. 5.52: cortesa de Oxford University Press Espaa, S.A.Figs. 5.53, 5.56, 5.60 y 5.61: cortesa de Audioscan, S.L.

Captulo 6

Fig. 6.1: cortesa de Kingland, S.L.Figs. 6.2a, 6.3a, 6.5a, 6.6a: Izenour, G. (1.977) Theater Design, McGraw Hill Book Company,


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427

Nueva YorkFig. 6.4: Beranek, L.L. (1.996) Concert and Opera Halls: How They Sound, AcousticalSociety of America, Nueva YorkFigs. 6.7 y 6.8: cortesa de Figueras International Seating, S.A.Fig. 6.14: cortesa de Audio Sntesis, S.L.Fig. 6.19b: Barron, M. (1.993) Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FN Spon,Londres

Captulo 7

Figs. 7.5, 7.7 y 7.12: cortesa de Audioscan, S.L.

REFERENCIAS



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429

ndice alfabtico

Absorcin de las sillas

Absorcin del aire

Absorcin del pblico

Absorcin del sonido

Absorcin en funcin de la densidad

Absorcin en funcin de la distancia

Absorcin en funcin de la porosidad

Absorcin en funcin del espesor

Acondicionamiento acstico

Acstica estadstica

Acstica geomtrica

Acstica ondulatoria

Acstica variable

Acstica variable mediante elementos fsicos variables

Acstica variable mediante sistemas electrnicos

Aislamiento acstico

Amsterdam Concertgebouw (Holanda)

Ancho de banda til (BW)

Ando, Y.

Anfiteatros y balconesAnglada Bays, M.

Artigues Cod, R.

Askenfeld, A.

Audioscan, ingeniera del sonido

Auditorio de Cornell (Barcelona, Espaa)

Auditorio de Lleida (Espaa)

Auditorio de Sant Cugat del Valls (Barcelona, Espaa)

Auditorio de Tenerife, Santa Cruz de Tenerife (Espaa)

Auditorio de Tortosa (Tarragona, Espaa)

Auralizacin

Auralizacin binaural

Auralizacin mediante una unidad de reverberacin

digital

Auralizacin monoaural

Auralizacin por convolucin

Avery Fisher Hall, Nueva York (EE.UU.)

Balance

Balance energtico sonoro

Banda de frecuencias

Barron, M.

Bass Ratio (BR)

Beazley, S.

Beethovenhalle, Bonn (Alemania)

Beranek, L.L.

Berlin Konzerthaus (Schauspiel)

Berlin Philharmonie (Alemania)

Blanch Pons, F.

Boca del escenario

Bonet Armengol, J.Borzone Tettamanti, S.A.

Bosch Arag, M.

Boston Symphony Hall (EE.UU.)

Bradley, J.S.

Brillo (Br)

Bristol Colston Hall (Gran Bretaa)

Bunka Kaikan, Tokio (Japn)

Cain Auditorium, Manhattan (Kansas, EE.UU.)

Calatrava Valls, S.



25/420

Clculo de la inteligibilidad de la palabra

Clculo del tiempo de reverberacin

Sabine

Norris-Eyring

Promediado de rayos

Schroeder

Kuttruff

Kuttruff iterativo

Sabine (ponderada por reflexiones)

Norris-Eyring (ponderada por reflexiones)

Kuttruff (ponderada por reflexiones)

Calidad tonalCalidez acstica

Campo directo

Campo reverberante

Caractersticas del escenario

Caractersticas del mensaje oral

Carnegie Hall, Nueva York (EE.UU.)

Catedral de Vitoria (Espaa)

Cavidad reverberante

Centro de gravedad (ts)

Chicago Orchestra Hall (EE.UU.)

Christchurch Town Hall (Nueva Zelanda)

Claridad de la voz (C50)

Claridad musical (C80)

Coeficiente de reduccin acstica (NRC)

Coeficiente medio de absorcin (

)

Cola reverberante

Coloracin de la voz

Conjuncin

Constante de la sala (R)

Copenhagen Tivoli Koncertsal (Dinamarca)

Correlacin cruzada interaural (IACC)

Cortinas

Cremer, L.Criterio de ecos (EC)

Criterios de diseo de la concha acstica

Criterios de diseo del escenario

Curva de energa reflejada acumulada (RECC)

Curva energa-tiempo (ETC)

Curvas NC

De Doelen Concert Hall, Rotterdam (Holanda)

de Sol-Morales Rubi, I.

Definicin (D)

Densidad espectral de potencia

Derngate Centre, Northampton (Gran Bretaa)

Detroit Ford Auditorium (EE.UU.)

Diagnosis acstica

Difraccin del sonido

Difusin del sonido

Difusores bimensionales QRD

Difusores de Schroeder

Difusores MLS

Difusores policilndricos

Difusores PRD

Difusores RPGDifusores unidimensionales QRD

Directividad de la voz humana

Distancia crtica (Dc)

Distorsin armnica total (THD)

Domnech Montaner, Ll.

Early Decay Time (EDT)

Eco flotante

Ecograma

Ecos

Efecto cocktail party

Efecto seat dip

Efecto Larsen

Efecto tambor

Eficiencia lateral (LF)

Elipse de retardo constante

Energa difusa

Enmascaramiento del sonido

Escala lineal

Escuela Tcnica Superior de Arquitectura del Valls,

Sant Cugat (Barcelona, Espaa)

Espacialidad del sonido

Espacialidad del sonido: amplitud aparente de la

fuente sonoraEspacialidad del sonido: sensacin de sonido

envolvente

Espacios de uso comunitario

Espacios de uso deportivo

Espacios multifuncionales

Espectro frecuencial

Espins Oliv, C.

Estructura de la concha acstica

Eugene McDermott Concert Hall, Dallas (EE.UU.)


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431

Factor de directividad (Q)

Falsa localizacin de la fuente sonora

Fasold, W.

Festspielhaus, Bayreuth (Alemania)

Filtros para anlisis frecuencial

Focalizacin del sonido

Formas tpicas de salas de conciertos

Frmula de Rayleigh

Frecuencia del sonido (f)

Fricke, F.R.

Frontons Gonzlez, J.

Fuente sonoraFusin

Gade, A.C.

Galera de los susurros

Garnier, C.

Generacin del sonido

Glasgow Royal Concert Hall (Gran Bretaa)

Gran Teatro de Burdeos (Francia)

Gran Teatro Imperial, Parque Temtico Port Aventura,

Tarragona (Espaa)

Grsser Tonhallesaal, Zurich (Suiza)

Guthrie Theatre, Minneapolis (EE.UU.)

Guthrie, T.

Haan, C.H.

Hamarikyu Asahi Hall, Tokio (Japn)

Harris, C.M.

Herkulessaal, Munich (Alemania)

Hidaka, T.

Huguet Monn, J.

Incidencia rasante

ndice de difusin (SDI)

Initial-Time-Delay Gap (ITDG)

Inmediatez de respuesta

InstitutoTakenakaInteligibilidad de la palabra (%ALCons)

Inteligibilidad de la palabra (STI/RASTI)

IRCAM (Institut de Recherche et Coordination

Acoustique/Musique), Pars (Francia)

Joseph Meyerhoff Symphony Hall, Baltimore

(EE.UU.)

Jujol Gibert, J. M.

Kath, U.

Knudsen, V.O.

Kosten, C.W.

Kuhl, W.

Kurtovic, H.

La Scala de Miln (Italia)

Laboratorio de acstica del Departamento de Teora

de la Seal y Comunicaciones, Universidad

Politcnica de Catalua (Barcelona, Espaa)

Le Corbousier, C.E.

Lee, L.

Lehmann, P.

Lenox Tanglewood Music Shed, Massachusetts

(EE.UU.)Llins Carmona, J. A.

Localizacin de la fuente sonora

Longitud de onda del sonido ()

Lpez-Atalaya Maosa, G.

Marshall, A.H.

Marshall, L.G.

Materiales absorbentes

Medida del tiempo de reverberacin

Meyer, J.

Modos propios de una sala

Moreno, A.

Mller, H.A.

Museo del Louvre, Pars (Francia)

Nadal Oller, L.

Nivel continuo equivalente de presin sonora (Leq)

Nivel de presin sonora (SPL)

Niveles audibles

Nogus Teixidor, M.

Normas CEI

Normas ISO

Normas UNE

Northern Alberta Jubilee Auditorium, Edmonton

(Canad)Okano, T.

pera de Pars (Francia)

Pabelln Polideportivo de Zurbano (Vitoria, Espaa)

Palacio de la Mutualit, Pars (Francia)

Palau de la Msica Catalana, Barcelona (Espaa)

Palladio, A.

Paneles giratorios

Paneles mviles reflectantes

Paneles mviles suspendidos del techo

NDICE ALFABTICO



27/420

Paneles perforados superpuestos

Panella Soler, Ll.

Paredes del escenario

Particin o mampara mvil vertical

Percepcin subjetiva de primeras reflexiones

Prdida de Articulacin de Consonantes

Peutz, V.M.A.

Pfretzschner, J.

Philharmonic Hall, Nueva York (EE.UU.)

Piermarini, G.

Piol Cort, A.

Polideportivo del Campus Norte de la UniversidadPolitcnica de Catalua, Barcelona (Espaa)

Presin atmosfrica esttica (P0)

Presin sonora

Primeras reflexiones

Prinzregenten Theater, Munich (Alemania)

Programas de simulacin electroacstica

Programas de simulacin acstica

Propagacin de la onda sonora

Propagacin del sonido en el espacio libre

Propagacin del sonido en un recinto cerrado

Puigjaner Bagaria, I.

Radio de reverberacin

Rapid Speech Transmission Index (RASTI)

Recubrimientos de los materiales absorbentes

Red de ponderacin A

Reflectores a modo de falso techo

Reflectores curvos

Reflectores laterales

Reflectores planos

Reflectores suspendidos del techo

Reflexin del sonido

Relacin de primeras reflexiones (ERR)

Relaciones energticas (ELR)Resistencia de flujo (rs)

Resonador de membrana

Resonador mltiple de cavidad (Helmholtz)

Resonador simple de cavidad (Helmholtz)

Resonadores

Resonancia asistida (AR)

Respuesta frecuencial

Reverberacin de canal mltiple (MCR)

Revestimientos de las superficies interiores de la

concha acstica

Riba Samarra, J.

Rindel, J.H.

Rius Camps, F.

Royal Albert Hall, Londres (Gran Bretaa)

Royal Exchange Theatre, Manchester (Gran Bretaa)

Royal Festival Hall, Londres (Gran Bretaa)

Sabine, W.C.

Sala de actos del edificio docente de la Direccin

General de Deportes de la Generalitat de Catalua,

Esplugues de Llobregat (Barcelona, Espaa)

Sala de la Liga de las Naciones, Ginebra (Suiza)Sala Kotobuki (Japn)

Sala Nezahualcoyotl, Ciudad de Mjico (Mjico)

Sala Plyel, Pars (Francia)

Sala Sinfnica del Auditorio de Las Palmas, Gran

Canaria (Espaa)

Salas con formas hexagonales superpuestas

Salas con reflexiones frontales

Salas con reflexiones laterales

Salas con sonido difuso

Salas con terrazas trapezoidales

Salas de conciertos de relevancia mundial

Salas de conferencias/aulas

Salas de planta rectangular

Salas en forma de abanico

Salas en forma de abanico invertido

Salas en forma de hexgono alargado

Salvat Espasa, P.

Salzburg Festspielhaus (Austria)

Sanabria Boix, R.

Schroeder, M. R.

Schultz, T.J.

Segerstrom Hall, Costa Mesa, California (EE.UU.)

Sender Freies Berlin Hall (Alemania)Serra Sol,Ll.M.

Sillas mviles

Simulacin acstica de recintos

Sistema concentrado de altavoces

Sistema de cierre y abertura del falso techo

Sistema de Control Acstico (ACS)

Sistema de fonacin humana

Sistema de megafona

Sistema distribuido de altavoces


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433

Sistemas de creacin de sonido virtual

Sonido directo

Sonido focalizado

Sonido peridico complejo

Sonido peridico simple

Sonido reflejado

Sonido transitorio

Sonidos aleatorios

Sonidos deterministas

Sonmetro

Sonmetro integrador

SonoridadSonoridad (G)

Sonoridad (S)

Soporte objetivo (ST1)

Soulodre, G.A.

Speech Transmission Index (STI)

St. Davids Hall, Cardiff (Gran Bretaa)

Staatsoper, Viena (Austria)

Stadt-Casino, Basilea (Suiza)

Suelo del escenario

Superficie acstica efectiva

Superficie y forma del escenario

Sureda Deulovol, M.

Takahiko Yangisawa

Teatro El Jard de Figueres (Girona, Espaa)

Teatro La Passi de Esparreguera (Barcelona,

Espaa)

Teatro Ateneu de Igualada (Barcelona, Espaa)

Teatro Atlntida de Vic (Barcelona, Espaa)

Teatro Cirvianum de Torell (Barcelona, Espaa)

Teatro de Aspendus (Turqua)

Teatro de Epidauro (Grecia)

Teatro de la Casa de la Cultura de Tres Cantos

(Madrid, Espaa)Teatro de Waldbhne, Berln (Alemania)

Teatro Drury Lane, Londres (Gran Bretaa)

Teatro Fortuny de Reus (Tarragona, Espaa)

Teatro Metropol de Tarragona (Espaa)

Teatro Municipal de Girona (Espaa)

Teatro Municipal de Olot (Girona, Espaa)

Teatro Nacional de Munich (Alemania)

Teatro Olmpico de Vicenza (Italia)

Teatro Orchard (Gran Bretaa)

Teatro Victoria Eugenia de San Sebastin (Espaa)

Teatros: distancia mxima recomendada

Teatros: perfil terico ptimo

Teatros al aire libre

Teatros circulares

Teatros clsicos griegos

Teatros clsicos romanos

Teatros con escenario integrado

Teatros de proscenio

Teatros del Barroco

Teatros del Renacimiento

Teatros en recintos cerradosTecho del escenario

Teora revisada de Barron

Textura

Thiele, R.

Tiempo de reverberacin (RT)

Tipologas de salas de conciertos

Tokyo Opera City Concert Hall (Japn)

Tokyo Suntory Hall (Japn)

Torre de Telecomunicaciones de Telefnica, Barcelona

(Espaa)

Toyota, Y.

Tusquets Guilln, O.

Twose Roura, L.A.

Uniformidad de cobertura

Variacin de la absorcin adicional

Velocidad de propagacin del sonido (c)

Veterans Memorial Auditorium, San Rafael

(California, EE.UU.)

Viena Musikvereinssaal (Austria)

Visuales

Watters, B.G.

Wilkens, H.

Winkler, H.Zona de campo directo

Zona de campo reverberante

NDICE ALFABTICO



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27

1

Principios bsicos del sonido

1.1 Definicin del sonido

El sonido se puede definir de formas muy diversas. De todas ellas, las ms habituales son lassiguientes:

Vibracin mecnica que se propaga a travs de un medio material elstico y denso(habitualmente el aire), y que es capaz de producir una sensacin auditiva. De dichadefinicin se desprende que, a diferencia de la luz, el sonido no se propaga a travs del

vaco y, adems, se asocia con el concepto de estmulo fsico. Sensacin auditiva producida por una vibracin de carcter mecnico que se propaga atravs de un medio elstico y denso.

1.2 Generacin y propagacin del sonido

El elemento generador del sonido se denomina fuente sonora (tambor, cuerda de un violn,cuerdas vocales, etc.). La generacin del sonido tiene lugar cuando dicha fuente entra envibracin. Dicha vibracin es transmitida a las partculas de aire adyacentes a la misma que,a su vez, la transmiten a nuevas partculas contiguas.

Las partculas no se desplazan con la perturbacin, sino que simplemente oscilan alre-

dedor de su posicin de equilibrio. La manera en que la perturbacin se traslada de un lugara otro se denomina propagacin de la onda sonora.

Si se considera como fuente sonora, por ejemplo, un tambor, un golpe sobre su mem-brana provoca una oscilacin. Cuando la membrana se desplaza hacia fuera, las partculas deaire prximas a su superficie se acumulan crendose una zona de compresin, mientras queen el caso contrario, dichas partculas se separan, lo cual da lugar a una zona de enrareci-miento o dilatacin (figura 1.1).

La oscilacin de las partculas tiene lugar en la misma direccin que la de propagacinde la onda. En este caso se habla de ondas sonoras longitudinales, en contraposicin a las

01-Principios bsicos 10/6/99 09:27 Pgina 27


30/420

ondas electromagnticas que son transversales (oscilacin de la seal generadora perpendicu-lar a la direccin de propagacin de la onda).

La manera ms habitual de expresar cuantitativamente la magnitud de un campo sono-ro es mediante la presin sonora, o fuerza que ejercen las partculas de aire por unidad desuperficie.

En la figura 1.2 se observa la evolucin de la presin PT, en funcin del tiempo, en unpunto situado a una distancia cualquiera de la fuente sonora. Dicha presin se obtiene comosuma de la presin atmosfrica esttica P0

y la presin asociada a la onda sonora p.Se observan incrementos y dismi-nuciones peridicas de presin sonoraalrededor de su valor de equilibrio, corres-pondiente a la presin atmosfrica estticaP0. Dichas variaciones van asociadas a losprocesos de compresin y dilatacincomentados anteriormente. El valor mxi-mo de la oscilacin respecto a P0 recibe elnombre de amplitud de la presin asocia-da a la onda sonora, y se representa por laletra P.

1.3 Frecuencia del sonido (f)

El nmero de oscilaciones por segundo de la presin sonora p se denomina frecuencia (f) delsonido y se mide en hertzios (Hz) o ciclos por segundo (c/s).

Lgicamente, la frecuencia del sonido coincide con la frecuencia de la vibracin mec-nica que lo ha generado (en el ejemplo anterior, la frecuencia de oscilacin de la membranadel tambor).


28

Fig. 1.1 Zonas de compresin y dilatacin de las partculas de aire en la propagacin de una onda sonora

Tiempo (s)

Presin sonora total PT

P 0+ P

P 0- P

P0

Fig. 1.2 Evolucin de la presin sonora total PT enfuncin del tiempo en un punto cualquiera del espacio



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29

En la figura 1.3 se observan dos ejemplos de presin sonora p asociada a oscilacionesde diferente frecuencia.

1.4 Espectro frecuencial

La gran mayora de los sonidos que percibimos no constan nicamente de una sola frecuen-cia, sino que estn constituidos por mltiples frecuencias superpuestas. Incluso cada uno delos sonidos generados por un instrumento musical estn formados por ms de una frecuencia.

Se puede conocer qu frecuencias componen un sonido observando el denominado espec-

tro frecuencial (o simplemente espectro) del mismo, entendiendo por tal la representacin gr-fica de las frecuencias que lo integran junto con su correspondiente nivel de presin sonora.

1.5 Clasificacin de los sonidos

Los sonidos se dividen en deterministas y aleatorios. Los primeros se pueden representarsiempre mediante una expresin matemtica que indica la forma en que vara la correspon-diente presin sonora en funcin del tiempo. Los segundos, en cambio, van asociados a vibra-ciones irregulares que nunca se repiten exactamente y que, por tanto, solamente se puedendescribir mediante parmetros estadsticos.

A continuacin se definen los sonidos ms representativos pertenecientes a cada grupo.

1.5.1 Sonidos deterministas

1.5.1.1 Sonido peridico simple (tono puro)

Es el tipo ms simple de sonido existente en la naturaleza. Se compone de una nica frecuen-cia (f0) constante, por lo que su espectro est constituido por una sola raya (figura 1.4). Elsonido producido por un diapasn es de este tipo.

PRINCIPIOS BSICOS DEL SONIDO

1 s

1 Hz

Tiempo (s)

0

P

- P

Presin sonora p Presin sonora p

1 s

10 Hz

Tiempo (s)

0

P

- P

Fig. 1.3 Ejemplos de oscilaciones de frecuencias 1 y 10 Hz



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1.5.1.2 Sonido peridico complejo

Sonido caracterizado por una frecuencia origen, denominada fundamental o primer armnico,y un conjunto finito (y a veces infinito) de frecuencias mltiplos de sta, denominados arm-nicos. Por regla general, la frecuencia fundamental es la que lleva asociada ms potencia sono-ra. La mayora de instrumentos musicales producen este tipo de sonidos.

En la figura 1.5 se representa un sonido de este tipo formado por una frecuencia fun-damental o primer armnico (f0) y su tercer armnico (3f0).

1.5.1.3 Sonido transitorio

Sonido resultante de la brusca liberacin de energa bajo la forma, por ejemplo, de explosio-nes o impactos. Es de aparicin repentina y tiene una duracin breve. A diferencia de los soni-dos peridicos comentados anteriormente, contiene un gran nmero de componentes frecuen-


30

Tiempo (s)

Frecuencia (Hz)

Presin sonora p Espectro frecuencial

f0

Fig. 1.4 Tono puro y su espectro frecuencial

Frecuencia (Hz)

Espectro frecuencial

Tiempo (s)

Presin sonora p

1 armnicoer

3 armnicoer (1 + 3 armnicos)er er

Sonido peridico complejo

f0 3f0

Fig. 1.5 Sonido peridico complejo y su espectro frecuencial



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31

ciales que no guardan una relacin armnica entre s, sino que forman un espectro continuo.Una palmada constituye un ejemplo de este tipo de sonidos.En la figura 1.6 se representa un sonido transitorio denominado pulso rectangular, as

como su espectro frecuencial.

1.5.2 Sonidos aleatorios

Los sonidos aleatorios estn formados por muchas frecuencias de valor impredecible. Habi-

tualmente reciben el nombre de ruidos (ruido = sonido no deseado).En este caso, en lugar de utilizar el espectro frecuencial, se hace uso de la llamada den-sidad espectral de potencia, es decir, de la potencia sonora por unidad de frecuencia.

Un sonido aleatorio caracterstico es el ruido blanco. Se define como aquel ruido quepresenta una densidad espectral de potencia constante. Un ejemplo de este tipo de ruido es elgenerado por una cascada de agua.

En la figura 1.7 se aprecia la evolucin temporal de un sonido aleatorio y su corres-pondiente densidad espectral de potencia.


Tiempo (s) Frecuencia (Hz)

Espectro frecuencialPresin sonora p

Fig. 1.6 Pulso rectangular y su espectro frecuencial

Frecuencia (Hz)

Tiempo (s)

Presin sonora p Densidad espectral de potencia

Fig. 1.7 Sonido aleatorio y correspondiente densidad espectral de potencia



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1.6 Banda de frecuencias

Las notas inferior y superior de un piano de 88 teclas tienen unas frecuencias fundamentalesde 27,5 Hz y 4.400 Hz, respectivamente. La primera corresponde a un sonido muy grave,mientras que la segunda va asociada a uno muy agudo. Por consiguiente, un sonido grave estcaracterizado por una frecuencia baja, en tanto que uno agudo lo est por una frecuencia alta.El conjunto de frecuencias situado entre ambos extremos se denomina banda o margen de fre-cuencias del piano. Dicha definicin es vlida para cualquier fuente sonora.

En la figura 1.8 se muestran las bandas de frecuencias asociadas a diversos instrumen-tos musicales y a la voz humana.

En el caso de la audicin humana, la banda de frecuencias audibles para una persona

joven y sana se extiende, aproximadamente, de 20 Hz a 20.000 Hz (o bien 20 kHz). Las fre-cuencias inferiores a 20 Hz se llaman subsnicas y las superiores a 20 kHz ultrasnicas, dandolugar a los infrasonidos y ultrasonidos, respectivamente.

1.7 Velocidad de propagacin del sonido (c)

La velocidad de propagacin del sonido (c) es funcin de la elasticidad y densidad del mediode propagacin. Debido a que, en el aire, ambas magnitudes dependen de la presin atmosf-


32

Frecuencia (Hz)31,5 63

SopranoContraltoTenorBajo

VIENTO-MADERAPcoloFlautaOboeClarinete

VIENTO-METAL

TrompaTrompeta

TrombnTuba

CUERDAVioln

ViolaViolonceloContrabajoGuitarra

TECLADOPianorgano

PERCUSINCelesteXilfono

VOZ

125 250 500 1.000 2.000 4.000 8.000 16.00016

31,5 63 125 250 500 1.000 2.000 4.000 8.000 16.00016

Fig. 1.8 Bandas de frecuencias de instrumentos musicales y de la voz



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rica esttica P0 y de la temperatura, resulta que, considerando las condiciones normales de1 atmsfera de presin y 22 C de temperatura, la velocidad de propagacin del sonido es de,aproximadamente, 345 m/s.

Si bien el aire constituye el medio habitual de propagacin de las ondas sonoras, con-viene tener presente que el sonido puede propagarse a travs de cualquier otro medio elsticoy denso. Cuanto ms denso y menos elstico sea el medio, mayor ser la velocidad del soni-do a su travs. Por ejemplo, la velocidad de propagacin del sonido generado por un tren a tra-vs de los rales es mucho mayor que a travs del aire, por lo que la vibracin del ral se per-cibir mucho antes que el sonido areo debido a dicho tren.

1.8 Longitud de onda del sonido ()

Una vez definidos los conceptos fundamentales de frecuencia y velocidad de propagacin delsonido, es preciso definir otro concepto bsico que guarda una estrecha relacin con ambos:la longitud de onda del sonido ().

Se define como la distancia entre dos puntos consecutivos del campo sonoro que sehallan en el mismo estado de vibracin en cualquier instante de tiempo. Por ejemplo, si en uninstante dado se seleccionan dos puntos consecutivos del espacio donde los valores de presinson mximos, la longitud de onda es precisamente la distancia entre ambos puntos (figura 1.9).

La relacin entre las tres magnitudes: frecuencia (f), velocidad de propagacin (c) ylongitud de onda (), viene dada por la siguiente expresin:

= c/f

Segn se observa, para cada frecuencia, la longitud de onda depende del medio de pro-pagacin, ya que es proporcional a la velocidad, y sta vara para cada medio.

Por otro lado, se puede ver que la longitud de onda y la frecuencia son inversamenteproporcionales, es decir, cuanto mayor es f menor es , y viceversa.

Por ejemplo, en el aire, las longitudes de onda correspondientes a la banda de frecuen-cias audibles se hallan situadas entre 17,25 m (f = 20 Hz) y 1,72 cm (f = 20 kHz).


Distancia (m)

Presin sonora total PTl

P 0+ P

P 0- P

P 0

Fig. 1.9 Longitud de onda () del sonido



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En la figura 1.10 se presenta un nomograma que relaciona con f, suponiendo que elmedio de propagacin es el aire.

1.9 Nivel de presin sonora (SPL)

Segn se ha mencionado en el apartado 1.2, la presin sonora constituye la manera ms habi-tual de expresar la magnitud de un campo sonoro. La unidad de medida es el Newton/metro2

(N/m2

) o Pascal (Pa).En principio, el valor a considerar es la diferencia entre el valor fluctuante de la presinsonora total PT y su valor de equilibrio P0. Debido a la variacin de dicha magnitud con eltiempo, se utiliza como valor representativo su promedio temporal, que recibe el nombre devalor eficaz o r.m.s. (root-mean-square).

Ahora bien, la utilizacin de dicho valor eficaz da lugar a una serie de problemas cuyoorigen se halla en el comportamiento del odo humano y que a continuacin se exponen:

La gama de presiones a las que responde el odo, desde el valor umbral de audicinhasta el que causa dolor, es extraordinariamente amplia. En concreto, la presin eficazsonora ms dbil que puede ser detectada por una persona, a la frecuencia de 1 kHz, esde 2 x 10-5 Pa, mientras que el umbral de dolor tiene lugar para una presin eficaz del

orden de 100 Pa (milsima parte de la presin atmosfrica esttica P0 105 Pa, equiva-lente a 1 atmsfera). En consecuencia, la escala de presiones audibles cubre una gamadinmica de, aproximadamente, 1 a 5.000.000. Es obvio, pues, que la aplicacin direc-ta de una escala lineal conducira al uso de nmeros inmanejables.

Nuestro sistema auditivo no responde linealmente a los estmulos que recibe, sino quems bien lo hace de forma logartmica. Por ejemplo, si la presin de un tono puro de 1kHz se dobla, la sonoridad, o sensacin subjetiva producida por el mismo, no llegar aser el doble. De hecho, para obtener una sonoridad doble, es necesario multiplicar lapresin sonora por un factor de 3,16.


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10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000

Frecuencia f (Hz)

Longitud de onda (m)

1020 5 12 0,5 0,10,2 0,05

l

Fig. 1.10 Relacin entre longitud de onda () y frecuencia (f) en el aire



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Por los dos motivos expuestos, resulta razonable y conveniente hacer uso de una esca-la logartmica para representar la presin sonora. Dicha escala se expresa en valores relativosa un valor de referencia. Se trata de la presin eficaz correspondiente al umbral de audicin,a 1 kHz (2 x 10-5 Pa). En tal caso, se habla de nivel de presin sonora SPL o Lp. La unidad uti-lizada es el decibelio (dB). En el apndice 2 se da la correspondiente expresin matemtica.

La utilizacin del umbral de audicin como referencia tiene como objetivo que todoslos sonidos audibles sean representados por valores SPL positivos.

El uso de dB reduce la dinmica de presiones sonoras de 1:5 x 106 a niveles de presinsonora de 0 a 135 dB, donde 0 dB representa una presin igual al umbral de audicin (no sig-nifica, por tanto, ausencia de sonido) y 135 dB el umbral aproximado de dolor. De esta mane-ra, las cifras manejadas son mucho ms simples y, adems, se dan las siguientes relacionesentre cambios de nivel sonoro y su efecto subjetivo:

1 dB: mnimo cambio de nivel sonoro perceptible 5 dB: cambio de nivel claramente percibido 10 dB: incremento asociado a una sonoridad doble

En la tabla 1.1 se muestran los niveles de presin sonora correspondientes a una seriede sonidos y ruidos tpicos, junto con la valoracin subjetiva asociada.

En la figura 1.11 se representan los niveles medios de presin sonora a 1 m de distan-cia producidos por una persona hablando con diferentes intensidades de voz.

FUENTE SONORA NIVEL DE PRESIN SONORA SPL (dB) VALORACIN SUBJETIVA DEL NIVEL

Despegue avin (a 60 m) 120 Muy elevadoEdificio en construccin 110

Martillo neumtico 100

Camin pesado (a 15 m) 90 Elevado

Calle (ciudad) 80

Interior automvil 70

Conversacin normal (a 1 m) 60 Moderado

Oficina, aula 50

Sala de estar 40

Dormitorio (noche) 30 Bajo

Estudio de radiodifusin 20

35


Tabla 1.1 Niveles de presin sonora correspondientes a sonidos y ruidos tpicos, y valoracin subjetiva asociada



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1.10 Percepcin del sonido en funcin de la frecuencia

1.10.1 Relacin entre niveles de presin sonora (SPL) y frecuencia (f)

Como se ha comentado en el apartado 1.6, la banda de frecuencias audibles para una personajoven con una audicin normal, va desde 20 Hz (sonidos ms graves) hasta 20.000 Hz 20kHz (sonidos ms agudos).

Ahora bien, el odo humano no tiene la misma sensibilidad para todo este margen de

frecuencias. En la figura 1.12 se observa la variacin de los umbrales de audicin y de doloren funcin de la frecuencia.


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Intensidad de la voz

Normal AltaBaja Muy alta Grito50

60

70

80

90

Niveldelhablaa1metro

(dB)

Fig. 1.11 Niveles medios de presin sonora SPL, a 1 m de distancia, producidospor una persona hablando con diferentes intensidades de voz

Umbral de audicin

Frecuencia (Hz)

31,5 6320 125 250 500 1.000 2.000 4.000 8.000 16.000

Niveldepr

esinsonoraSPL(dB) Umbral de dolor

140

120

100

80

60

40

20

0

Fig. 1.12 Niveles audibles en funcin de la frecuencia



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37

A partir de la observacin de la figura 1.12, se extraen las siguientes conclusiones: Para niveles bajos de presin sonora, el odo es muy insensible a bajas frecuencias, es decir,

el nivel de presin sonora de un sonido grave tiene que ser mucho ms elevado que elcorrespondiente a un sonido de frecue

libro 002 - 1 - diseño acústico de espacio

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