ACUSTICA

Antes de nada agradecer a los amigos de los que he tomado prestadas algunas fotos y algunos conceptos, todos ellos con grandes paginas Web así como grandes conocimientos en la materia.

DESDE ESTA PAGINA INTENTAREMOS DAR UNAS NOCIONES algunas MAS BASICAS, y algunas un poco mas TÉCNICAS PARA QUE CADA UNO DESDE SU CASA INTENTE comprender y MEJORAR LA ACUSTICA DE SU SALA DE ESCUCHA CON ALGUNOS CONSEJOS TEORICOS ASI COMO ALGUNAs SOLUCIONes PRACTICAs CON LAs QUE PODER LLEVAR A CABO DICHAS MEJORAS, TAMBIEN TENDREMOS A NUESTRA DISPOSICIÓN ALGUNOS ENLACES A PAGINAS AMIGAS Y A WEBS PROFESIONALES

toda la iNformacion que veras a CONTINUACIÓN a sido POSIBLE RECOPILARLA GRACIAS A DIFERENTES amigos y PROFESIONALES DE ACUSTICA ASI como de audio que han querido colaborar con nosotros

GRACIAS a todos POR SU INESTIMABLE AYUDA

ANTE TODO DEBEMOS SABER QUE ES LO QUE ESCUCHAMOS Y POR QUE LO ESCUCHAMOS

1º QUE ES EL SONIDO?

El sonido es la vibración de un medio elástico, bien sea gaseoso, líquido o sólido. Cuando nos referimos al sonido audible por el oído humano, estamos hablando de la sensación detectada por nuestro oído , que producen las rápidas variaciones de presión en el aire por encima y por debajo de un valor estático. Este valor estático nos lo da la presión atmosférica (alrededor de 100.000 pascals) el cual tiene unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en el barómetro.

¿Cómo son de pequeñas y de rápidas las variaciones de presión que causan el sonido?

Cuando las rápidas variaciones de presión se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de 20 – 20.000hz). El sonido es potencialmente audible aunque las variaciones de presión puedan ser a veces tan pequeñas como la millonésima parte de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por grandes variaciones de presión por ejemplo una variación de 1 pascal se oiría como un sonido muy fuerte siempre y cuando la mayoría de la energía de dicho sonido estuviera contenida en las frecuencias medias 1khz – 4khz (que es donde el oído humano es mas sensitivo.

2º que es la frecuencia hz ?

Como hemos visto el sonido se produce como la consecuencia de las compresiones y expansiones de un medio elástico, o sea de las vibraciones que se generan en el.

La frecuencia de una onda sonora se define como el numero de PULSACIONES (ciclos) que tiene por segundo, a la unidad correspondiente a un ciclo por segundo se la denomina hertzio.

Las frecuencias mas bajas son las que habitualmente denominamos sonidos graves y son las vibraciones más lentas mientras que las frecuencias altas o agudos son las que se corresponden con las vibraciones más rápidas.

El espectro de frecuencias audibles por el oído humano varia según la persona, edad etc. Sin embargo normalmente se acepta como el intervalo entre los 20 y 20khz.

3º que es un decibelio?

El decibelio es una unidad logarítmica de medida utilizada en diferentes disciplinas de la ciencia. En todos los casos se usa para comparar una cantidad con otra llamada de referencia. Normalmente el valor tomado como referencia es siempre el menor valor de la cantidad. En algunos casos puede ser el valor promediado aproximado. En acústica la mayoría de las veces el decibelio se utiliza para comparar presión sonora, en el aire, con una presión de referencia. Este nivel de referencia tonado en acústica, es una aproximación al nivel de presión mínimo que hace que nuestro oído sea capaz de percibirlo. El nivel de referencia varía lógicamente según el tipo de medida que estemos realizando. No es el mismo nivel de referencia para la presión acústica, que para la intensidad acústica o para la potencia acústica. A continuación se dan los valores de referencia.

Nivel de referencia para la presión sonora (en el aire) = 0.00002 = 2x10-5 pa (rms)

Nivel de referencia para la intensidad sonora (en el aire) = 0.000000000001 = 1x10 –12 w /m 2

Nivel de referencia para la potencia sonora (en el aire) = 0.00000000001 = 1x10 –12 W

Como su nombre indica el decibelio es la décima parte del Bel. El Bel es el logaritmo en base 10 de la relación de dos potencias o intensidades. No obstante esta unidad resulta demasiado grande por lo que se ha normalizado el uso de la décima parte, siendo el decibel o decibelio. La formula para su aplicación es la siguiente, partiendo que la intensidad acústica en el campo lejano es proporcional al cuadrado de la presión acústica, se define el nivel de presión sonora como:

NPS = 10log (p/pr)2 = 20 log p/pr

Siendo NPS = nivel de presión sonora; P la presión medida; PR la presión de referencia (2x10 -5 pa)

Como es fácil ver el nivel de referencia siempre se corresponde con el nivel de o db:

NPS = 20 x log (0.00002/0.00002) = 20log(1) = 20 *0 =0 db

Por lo tanto en 0 db tenemos el umbral de audición del oído humano, se supone que no es posible oír por debajo de este nivel, o sea variaciones de nivel en la presión del aire inferiores a 0,00002 pascal.

La razón por la que se utiliza el decibelio es que si no, tendríamos que estar manejando números o muy pequeños o excesivamente grandes, llenos de ceros ,con lo que la posibilidad de error seria muy grande al hacer cálculos . Además también hay que tener en cuenta que el comportamiento del oído humano esta mas cerca de una función logarítmica que de una lineal, ya que no percibe la misma variación de nivel en las diferentes escalas de nivel , ni en las diferentes bandas de frecuencias .

4º ¿Que es la presion acustica y el nivel de presion acustica ?

La presión acústica es la presión que se genera en un punto determinado por una fuente sonora. El nivel de presión sonora SPL se mide en db(a) spl y determina el nivel de presión que realiza la onda sonora en relación a un nivel de referencia que es 2x10 -5 pascal en el aire.

Es el parámetro más fácil de medir y se puede medir con un sonómetro. Su valor depende del punto donde midamos, del local etc. Realmente no da mucha información sobre las características acústicas de la fuente , a no ser que se haga un análisis frecuencial de los niveles de presión , dado que el SPL siempre esta influenciado por la distancia a la fuente , el local etc.

Importancia de la COLOCACIÓN DEL SISTEMA ASI COMO DE EL PUNTO DE ESCUCHA

Aunque todos hemos pensado alguna vez que poco podía variar el sonido dependiendo de la colocación de los altavoces así como la del oyente dentro de nuestra sala , esta comprobado que si que importa y mucho ya que con pequeñas modificaciones en su colocación podemos obtener mejoras mucho mas allá de lo que a simple vista nos pueda parecer .

Veremos a continuación algunas de las causas por las que colocando nuestros sistema de alta fidelidad en el sitio correcto le ayudaremos a que su sonido sea mucho mas correcto. Igualmente intentaremos eliminar todas esas ondas y reflexiones indeseadas.

Una de las cosas a tener en cuenta es la importancia de la separación de los altavoces de las paredes y esquinas tal y como se muestra en el dibujo ya que cuanto mas lo acerquemos a las esquinas mas aumentaran los problemas de graves descontrolados.

También es muy importante la elección de nuestra futura sala de escucha siempre que se pueda habrá que huir de las salas cúbicas o de medidas que sean múltiplos por ejemplo 6 de largo x 3 de ancho x 3 de alto ya que en ellas obtendremos peores resultados .

La mejor elección será siempre que podamos, elegir una sala con paredes y techos no paralelos o lo que es lo mismo por ejemplo un buhardilla y si tiene las paredes irregulares mucho mejor

La posición A será la mas Correcta mientras que la B nos dará muchos mas problemas acústicos

Así mismo la situación del oyente deberá ser lo más alejada posible de la pared trasera ya que evitaremos oír las resonancias propias que se generan en las cercanías de paredes y esquinas.

A: ¿QUE ES EL RT ?

B: ¿que son las reflexiones primarias ?

c : ¿que son las reflexiones secundarias ?

d: ¿que son el eco , la REVERBERACIÓN y las resonancias?

E: ¿QUE ES EL COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE UN MATERIAL?

f: tabla del coeficiente de ABSORCIÓN de algunos materiales

A: QUE ES EL RT ?

El (RT) es el tiempo de reverberación, que es lo que tarda una señal desde que deja de sonar en atenuarse un nivel de 60 DB.

Para calcular el RT en una sala se realiza la formula de Sabine: RT60 =0,163*(v/a) donde V = volumen de la sala en metros cúbicos y A =superficie de absorción en metros cuadrados

El valor del RT es muy importante si queremos conseguir unos niveles inteligibles adecuados dentro de nuestra sala.

Los niveles oscilan entre 0,3 Y 1,3 depende del uso que le vayamos a dar a nuestra sala de escucha

B: QUE SON LAS REFLEXIONES PRIMARIAS ?

Las primeras reflexiones se deben a la existencia de superficies rígidas cerca de los altavoces, paredes, suelo y techo, que reflejan el sonido hacia la posición de escucha. Como el trayecto que debe hacer el sonido para alcanzar nuestra posición es mas largo que el trayecto del sonido directo que viene de los altavoces, estas primeras reflexiones llegaran con un pequeño retraso, del orden de milésimas de segundo respecto del sonido directo. En las salas pequeñas consideramos como primeras reflexiones aquellas que nos llegan hasta unos 20 milisegundos después del sonido directo de los altavoces (en las salas grandes se consideran primeras reflexiones las que llegan hasta unos 50 80 ms) El oído no puede percibir estas reflexiones como sonidos independientes ya que el tiempo de integración del mismo – unos 50 ms hace que el conjunto de sonido directo mas primeras reflexiones se perciba como un todo.

Sin embargo, estas reflexiones perjudican gravemente el equilibrio tonal ya que producen un efecto filtrado de peine y enmascaran la acústica propia del programa sonoro que estamos escuchando.

El primer paso para tener una buena sala de escucha Será minimizar en lo posible las primeras reflexiones. Para ello empleamos los paneles absorbentes situados precisamente en las zonas en donde se producen estas primeras reflexiones .La localización de estas zonas se puede hacer mediante el truco del espejo.

Truco del espejo

Reducir el nivel de las primeras reflexiones es muy fácil empleando paneles ABSORBENTES y utilizando el truco del espejo para localizar donde hay que situarlos.

Siéntate en el lugar de escucha y pide a otra persona que mueva un pequeño espejo sobre las paredes laterales y el techo de la sala como las ondas acústicas se reflejan siguiendo las mismas ópticas que la luz ,en los puntos donde veas reflejados los altavoces es donde deberán colocarse los paneles absorbentes .

Con esto conseguiremos una imagen estereo mas nítida ya que evitaremos el efecto de filtrado de peine que se produce al sumar una señal con una replica suya retardada. Además al aplicar absorción únicamente donde es realmente necesario evitaremos que la, sala suene demasiado apagada por exceso de absorción

C: QUE SON LAS REFLEXIONES SECUNDARIAS ?

Las reflexiones secundarias o posteriores se refieren a las reflexiones que se dan después de las primarias. Esto no debe confundirse con las reflexiones que vienen provenientes de la parte posterior de la sala que para evitar confusiones llamaremos reflexiones traseras.

En una sala pequeña las reflexiones posteriores son aquellas que nos llega a partir de unos 20 ms después del sonido directo , a diferencia de las primarias estas son consideradas beneficiosas para la calidad acústica de la sala , siempre que sean suficientemente incoherentes , para ello necesitaremos tener una sala con una buena difusión .

Lamentablemente las salas pequeñas suelen tener muy mala difusión, contienen pocas superficies con orientaciones aleatorias y no son capaces de reflejar el sonido en muchos ángulos distintos para generar un campo acústico bien mezclado. Para corregir este defecto se deben emplear difusores acústicos situados principalmente en la pared trasera de la sala enfrente de los altavoces.

Una sala con una buena difusión proporciona una agradable sensación de amplitud y viveza evitando que se produzca la desagradable sensación de sala vacía.

D: QUE SON EL ECO , LA REVERBERACIÓN Y LAS RESONANCIAS ?

Cuando se genera un sonido en el interior de un local las superficies que componen el mismo ocasionan una serie de diferentes efectos dependiendo de las características de dichas superficies, esto ocurre porque las ondas sonoras inciden en las diferentes superficies y las reflejan de diferente forma según su coeficiente de reflexión acústica.

Como es lógico, primero siempre se percibe el sonido directo, esto es, el sonido que nos llega a nuestro oído sin que aun se haya reflejado en ninguna superficie. Una vez recibido el sonido directo, llegara a nuestros oídos, con un retraso de tiempo respecto al sonido directo, el sonido reflejado por las superficies de la sala.

Tanto el retraso como el nivel sonoro del sonido reflejado dependen de las características físicas de la sala y sus superficies.

Si el retraso entre el sonido directo y el reflejado es mayor de 1/10 de segundo, nuestro sistema de audición será capaz de separar las dos señales y percibirlas como tales, primero una y después la otra, esto es lo que se entiende por eco. Por ejemplo : supongamos que estamos en un local de grandes dimensiones y una persona que esta separada de nosotros dice “HOLA” primero llegara a nuestros oídos el “HOLA” del sonido directo y en el caso de un eco este nos llegara como mínimo 1/10 segundos después , por lo tanto oiremos el “HOLA” ...............(1/10 segundos mínimo)...........”HOLA”, y lo interpretaremos como dos mensajes diferentes separados por un intervalo de tiempo determinado, sin embargo nuestro interlocutor únicamente ha articulado un solo “HOLA”

Cuando en la misma situación que en el caso anterior, el sonido reflejado es inferior a 1/10 de segundo, nuestro sistema de audición no es capaz de separar a ambas señales y las toma como una misma pero con una duración superior de esta. Normalmente esto se entiende como reverberación. La reverberación de un local se mide según su tiempo de reverberación (RT) en segundos y varia según la frecuencia de análisis que se utilice. Esto es debido a que los diferentes materiales que componen las superficies del local no se comportan de la misma manera en todo el espectro sonoro, y por tanto los coeficientes de absorción de cada superficie de un mismo material varían según la frecuencia. Conociendo el tiempo de reverberación de un local podemos saber como se comporta el mismo en diferentes aplicaciones. Cuando el tiempo de reverberación alcanza valores muy altos con respecto al sonido directo, puede ocurrir un enmascaramiento de este y se puede perder la capacidad de entender la información contenida en el mensaje que se percibe.

En los dibujos que se muestran a continuación veréis las primeras y segundas reflexiones así como el sonido directo y su tratamiento con correctores acústicos

E: ¿QUE ES EL COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE UN

MATERIAL?

El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo. Dada esta formula, su valor siempre comprendido entre 0 y 1 . El máximo coeficiente de absorción esta determinado por un valor de 1 donde toda la energía que incide en el material es absorbida por el mismo, y el mínimo es 0 donde toda la energía es reflejada.

El coeficiente de absorción varía con la frecuencia y por tanto los fabricantes de materiales acústicos dan los coeficientes de absorción por lo menos en resolución de una octava.

Sabiendo los materiales de una sala y sabiendo sus coeficientes de absorción podemos saber como sonara esa sala en cada frecuencia y podremos también saber, mediante la formula de Sabine, Eyring etc, el tiempo de reverberación también por frecuencias.

f: tabla del coeficiente de ABSORCIÓN de algunos materiales

coeficientes	med.	125 hz	250 hz	500 hz	1000 hz	2000 hz	5000 hz	coef.
hormigon	m2	0,010	0,010	0,015	0,020	0,050	0,070	0,035
madera	m2	0,090	0,110	0,100	0,110	0,080	0,080	0,095
madera barnizada	m2	0,050	0,040	0,030	0,030	0,030	0,030	0,035
ladrillo	m2	0,020	0,022	0,030	0,040	0,050	0,070	0,039
ladrillo pintado	m2	0,010	0,010	0,020	0,020	0,020	0,020	0,017
enlosado	m2	0,010	0,015	0,020	0,025	0,030	0,040	0,023
enlucido	m2	0,010	0,030	0,040	0,050	0,080	0,170	0,063
ESTANTERÍAS	m2	0,270	0,330	0,300	0,250	0,280	0,400	0,305
cemento liso	m2	0,010	0,010	0,020	0,020	0,020	0,030	0,018
ventana con persiana	m2	0,050	0,100	0,150	0,250	0,400	0,600	0,258
ventana con visillos	m2	0,050	0,080	0,100	0,180	0,300	0,450	0,193
lana de roca	m2	0,120	0,430	0,760	0,880	0,850	0,710	0,625
acorchado 10 mm bruto	m2	0,040	0,050	0,080	0,180	0,210	0,200	0,127
suelo de corcho duro	m2	0,040	0,030	0,050	0,110	0,070	0,020	0,053
MÁRMOL	m2	0,010	0,010	0,010	0,010	0,010	0,010	0,010
moqueta gruesa	m2	0,120	0,200	0,250	0,450	0,400	0,350	0,295
moqueta fina	m2	0,100	0,120	0,150	0,300	0,350	0,320	0,223
parquet pegado	m2	0,030