ACSTICA EN ESPACIOS ABIERTOS

1. INTRODUCCIN

La acstica arquitectnica es una rama de la acstica aplicada a la arquitectura, que estudia el control acstico en locales y edificios, bien sea para lograr un adecuado aislamiento acstico entre diferentes recintos, o para mejorar el acondicionamiento acstico en el interior de locales. La acstica arquitectnica estudia el control del sonido en lugares abiertos (al aire libre) o en espacios cerrados.

2. ACSTICA EN ESPACIOS ABIERTOS

En los espacios abiertos, a diferencia de los cerrados, el comportamiento del sonido es diferente. Para empezar, en los primeros no existe un tiempo de reverberacin como consecuencia de la ausencia de barreras acsticas reflejantes que hagan rebotar la onda de sonido, en estos espacios solo se producen algunas reflexiones y ecos.

En los espacios abiertos el fenmeno preponderante es la difusin del sonido. Las ondas sonoras son ondas tridimensionales, es decir, se propagan en tres dimensiones y sus frentes de ondas son esferas radiales que salen de la fuente de perturbacin en todas las direcciones. La acstica habr de tener esto en cuenta, para intentar mejorar el acondicionamiento de los enclaves de los escenarios para aprovechar al mximo sus posibilidades y mirar como redirigir el sonido, focalizndolo en el lugar donde se ubique a los espectadores.

Por otro lado, los factores que se deben tener en cuenta para realizar el diseo e implementacin de la instalacin electroacstica de sonorizacin son diferentes a los que se manejan en los espacios cerrados. Entre el conjunto de factores son algunos de los ms importantes los siguientes:

2.1. LA LEY DEL INVERSO CUADRADO

Plantea la reduccin del nivel de presin sonora en 6 dB con el cuadrado de la distancia en relacin al altavoz. Es decir, cuando el oyente se aleja el doble de la distancia tomando como punto de partida la ubicacin de la columna acstica, el nivel de intensidad del sonido decae en 6dB.

2.2. LA ATENUACIN DE FRECUENCIAS COMO CONSECUENCIAS DE LA ACCIN DE LA TEMPERATURA Y LA HUMEDAD

Las frecuencias altas son susceptibles de perder intensidad como consecuencia de la accin de las condiciones ambientales del espacio y en especial de la temperatura y la humedad. La siguiente tabla relaciona el nivel de atenuacin segn el porcentaje de humedad relativa y la temperatura del ambiente.

Atenuacin del sonido por accin de la temperatura y la humedad.

2.3. LA ATENUACIN POR BARRERAS ACSTICAS NATURALES

Los bosques o arboledas son las principales barreras naturales que influyen en el nivel de intensidad del sonido en los espacios abiertos. La atenuacin se manifiesta especialmente en el rango de frecuencias de la voz, con un nivel de atenuacin que est entre los 5 y 15 dB/100m.

2.4. LAS REFLEXIONES DEL SONIDO QUE SE ORIGINAN SOBRE CUALQUIER BARRERA ACSTICA

Las reflexiones que se originen en los espacios abiertos y que tengan un retraso de ms de 50 ms pueden generar ecos o interferencias que afectan la inteligibilidad de la palabra.

2.5. LA INCIDENCIA DEL VIENTO EN LA DIRECCIN DE PROPAGACIN DE LA ONDA ACSTICA

El viento afecta la direccin de propagacin de la onda acstica, cuando sta se desplaza en el mismo sentido en que lo hace el viento, la onda sonora se refracta hacia abajo, de lo contrario si se desplaza en sentido opuesto la onda se desva hacia arriba.

Influencia del viento en la direccin de propagacin de la onda acstica.

3. ESQUEMA DEL TEATRO GRIEGO

A medida que los constructores griegos fueron colocando las ltimas piedras en elmagnfico teatro de Epidaurus concluan, sin proponrselo, un sofisticado filtro acstico.

Luego, cuando el pblico en la ltima fila, all mismo, fue capaz de escuchar la msica y las voces con sorprendente claridad, siglos antes de que existiera el primer teatro equipado con sistema de sonido, los griegos debieron darse cuenta de que haban hecho algo muy importante. Mucho tiempo despus, los constructores y arquitectos realizaron innumerables intentos de rplicas del diseo de Epidaurus, pero nunca alcanzaron igual xito.

3.1. ELEMENTOS CLAVES DEL DISEO

En Epidauro el asiento ms alejado del escenario se encontraba a 70 m y la inteligibilidad en ese punto es sorprendentemente buena. La explicacin estriba en el hecho de que el teatro se hallaba ubicado en una zona con ruido ambiental extremadamente bajo y que adems el sonido directo que llegaba a cada punto se vea reforzado por la existencia de primeras reflexiones (retardo mximo de 50 ms respecto a la llegada del sonido directo). Tales reflexiones se generaban en la plataforma circular altamente reflectante situada entre el escenario y las gradas, denominada orchestra.

La existencia de una primera reflexin (consonancia) generada por una superficie totalmente reflectante produce un incremento de 3 dB en el nivel de presin sonora, ya que la energa sonora se dobla. Ello da lugar a un factor de aumento neto de la distancia lmite de 1,4142. Por lo tanto, debido a dicha circunstancia, la distancia lmite en la direccin frontal pasara a ser del orden de 60 m. Si adems tomamos en consideracin la reflexin producida por la pared posterior del escenario y las mscaras utilizadas por los actores, que al parecer desempeaban una funcin acstica al actuar como un megfono por delante de la boca, justifican el hecho de alcanzar los 70 m de Epidauro.

Teatro de Epidauro

4. ESQUEMA DEL TEATRO ROMANO

Posteriormente a los griegos, sern los romanos los que desarrollarn un sistema ms complejo de estudio de la acstica en los teatros al aire libre. La primera referencia escrita se remonta al arquitecto romano Vitrubio, el cual propone en su obra el empleo de vasos de resonancia situados estratgicamente entre la audiencia.

4.1. ELEMENTOS CLAVES DEL DISEO

Los teatros romanos diferan de los teatros griegos en su comportamiento acstico.

Por detrs del escenario exista una pared muy elevada repleta de elementos decorativos muy elaborados, denominada scaenae frons. La pared de las gradas no era plana, sino curva, lo que permita que se perdiese menor cantidad de sonido y lo focalizaban mejor hacia un mismo punto La zona denominada orchestra tena una forma semicircular, al igual que las gradas del pblico, y estaba ocupada generalmente por los senadores. Este hecho exiga que la altura del escenario fuera menor a la de los teatros griegos a fin de conseguir que la visin desde dicha zona fuera correcta y adems impeda que actuase como superficie generadora de primeras reflexiones hacia los espectadores debido a la absorcin acstica propia de los senadores. Dicha altura era del orden de 1,50 m. Para mantener unas condiciones de ptima inteligibilidad en todos los puntos, era imprescindible reducir las dimensiones en relacin con los teatros griegos, y al mismo tiempo garantizar la existencia de una elevada pendiente de las gradas de entre 30 y 34. Si escogemos un teatro caracterstico de la poca romana como el teatro de Aspendos, observamos que su capacidad es de 6.000 espectadores y la distancia entre el escenario y el asiento ms alejado es de 53 m, mucho ms bajo que en Epidauro.

Comparacin entre el Teatro Griego (Arriba) y el Romano (Abajo).

Los teatros romanos disponan de otro elemento acsticamente activo, el velarium, una lona que protega a los espectadores del sol. Si bien este material es medianamente reflectante, se puede considerar que su presencia no daba lugar a la reverberacin. Si la lona hubiera cubierto la totalidad del teatro, la reverberacin habra sido tan elevada que habra impedido su uso como teatro debido a la prdida de inteligibilidad. A medida que el ruido general de los mercados que rodeaban los teatros creca, se fue haciendo necesaria la proteccin mediante pantallas acsticas del teatro. La construccin de muros y edificios tras el escenario no se deba nicamente a necesidades acsticas sino tambin a necesidades de la propia representacin, pero lo cierto es que esas edificaciones se fueron modificando para favorecer la distribucin del sonido, actuando los muros de los edificios como reflectores para reforzar el sonido directo de los actores.

5. ESQUEMA DEL TEATRO EN LA ACTUALIDAD

Actualmente, se aprovechan los conocimientos que la cultura clsica nos ha legado y los recintos abiertos, se construyen con paredes curvas abombadas en forma de concha o caparazn. Los materiales utilizados tienen propiedades reflectoras para facilitar el encaminamiento del sonido hacia donde se ubican los espectadores. El problema es que la respuesta en frecuencia no es uniforme y los graves llegan con mayor dificultad hasta el auditorio que los agudos

5.1. REFUERZO SONORO EN TEATROS ABIERTOS

Una forma de aprovechar al mximo la energa de la fuente consiste en colocar detrs de ella una superficie que refleje algunas ondas sonoras y las devuelva hacia la zona del pblico. El odo recibe las ondas sonoras reflejadas como si detrs de la pared hubiera otra fuente situada simtricamente. El resultado aparenta ser el mismo que el de dos fuentes emitiendo el mismo sonido. Un efecto similar puede conseguirse con una pared curva reflectora que devuelve el sonido hacia el pblico. Esta solucin presenta dificultades de diseo, ya que las paredes curvas pueden focalizar el sonido en un solo punto. Por otra parte, debido a la difraccin, solo la frecuencia alta es devuelta eficientemente hacia la zona exterior, por lo que el balance entre las altas y bajas frecuencia queda alterado. Adems la posicin de cada intrprete sobre el escenario es crtica. Por esta razn, los escenarios al aire libre suelen tener algunas paredes planas, de forma que se sacrifica la intensidad del sonido para mejorar su calidad.

Funcionamiento de las ondas sonoras en el teatro exterior.6. CONCLUSIONES

Construyeron sus teatros, aprovechando las gradas en donde se ubicaban los espectadores (gradas escalonadas con paredes verticales) que actuaban como reflectores, logrando as que el sonido reflejado reforzase el directo, de modo que llegaban a cuadruplicar la sonoridad del espacio que quedaba protegido por las gradas Los romanos utilizaron una tcnica parecida, no obstante, la pared de las gradas no era plana, sino curva, lo que permita que se perdiese menor cantidad de sonido y lo focalizaban mejor hacia un mismo punto. Actualmente, se aprovechan los conocimientos que la cultura clsica nos ha legado y los recintos abiertos, se construyen con paredes curvas abombadas en forma de concha o caparazn.

7. BIBLIOGRAFA

iiArquitectos; La Acstica Arquitectnica; http://www.iiarquitectos.com/2010/01/la-acustica-arquitectonica.html Virginia Rusu ; Comportamiento Acustico; http://wiki.ead.pucv.cl/images/a/a6/Comportamiento_Acustico_y_Soluciones_Constructivas.pdf Ehu.es; Acstica de Exteriores;http://www.ehu.es/acustica/espanol/salas/acexes/acexes.html Alexandra Martnez Torio; Acstica de Espacios Abiertos; http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_08_09/io3/public_html/AcusticaI.html Dacateca; Instalaciones en Espacios Abiertos;http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208038/ContLin/instalaciones_en_espacios_abiertos.html