Acústica básica difusores

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01.INTRODUCCIÓN

> ¿Qué es la difusión acústica? La difusión acústica es el efecto de redistribución espacial de la energía acústica que

incide sobre una superficie denominada “DIFUSOR”.

De esta forma, se denomina difusor a aquellos elementos que reflejan el sonido uniformemente en todas las direcciones.

Su aplicación está fundamentalmente destinada a salas de conciertos. Con ello se consigue elevar el grado de espacialidad del sonido, con lo que la impresión de calidad acústica del recinto mejora considerablemente.

Un uso alternativo, válido para cualquier tipo de sala, es mejorar la difusión del sonido para eliminar anomalías acústicas como: ecos, coloraciones. Focalizaciones, etc.

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02.UBICACIÓN> La ubicación de los difusores depende del uso que se le da al recinto y fundamentalemente

del criterio de diseño del mismo, no obstante, refiriéndonos sólo al uso del recinto, mostramos algunos valores orientavos a continuación:

2. Salas de locución de radio: es fundamental evitar el cansancio de los locutores, y una captación microfónica libre, recubriendo no menos del 80% de la superficie del techo y no menos del 50 % de las paredes laterales.

1. Salas de estudios de Grabación: con los difusores acústicos se intentará acabar con cualquier reflexión fuerte, cubriendo para ello , techo y paredes laterales.

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02.UBICACIÓN1. Estudios de TV: dado que los requerimientos en este

caso son de tipo acústico y lumínico simultáneamente, aconsejamos cubrir un mínimo del 80% del cielorraso del estudio de TV con difusores de color blanco. Esto asegurará el control acústico necesario y una excelente reflexion de luz.

1. Salas de cine: se recomienda revestir no menos del 70% del cielorraso del mismo para lograr una agradable sensación de envolvimiento sobre la audiencia.

1. Salas de ensayo: en este caso, si el estilo musical a ensayar está basado en instrumentos acústicos (cuerdas, percusiones, vientos ) sugerimos revestir un mínimo del 60% del cielorraso y un mínimo del 70% de las paredes laterales del mismo con difusores.

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03.TIPOLOGÍASExisten distintos elementos que funcionan como difusores del sonido:

• Superficies con adornos, relieves, irregularidades, huecos, rugosidades, etc. Por ejemplo, techos artesonados (con paneles poligonales), estatuas, etc. Un caso particular es la zona ocupada por las sillas, con o sin espectadores, que presenta un alto grado de difusión, pero debido a su alta absorción no funciona como difusor.

• Difusores policilíndricos: conjunto de superficies lisas y convexas cuyo radio de curvatura es menor que 5 m. La zona de cobertura es mucho mayor que la de los reflectores convexos y el nivel de las reflexiones menor, por ese motivo funcionan como difusores.

• Difusores de Schroeder: superficies con irregularidades creadas según la teoría de los números de Schroeder. También se denominan RPG ("Reflection Phase Grating").

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03.TIPOLOGÍAS

Todos ellos se comportan como difusores para un determinado ranfo de frecuencias, fijado por las dimensiones de las irregularidades. Para frecuencias bajas (longitud de onda alta), las reflexiones tienden a concentrarse en la dirección especular, porque para estas frecuencias las irregularidades son impercceptibles. Así que, según la frecuencia límite a partir de la cual queremos aumentar la difusión sonora, así deberá ser las dimensiones de las irregularidades del difusor. Cuanto más grande sean, más bajas será la frecuencia límite.

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04.DIFUSORES DE SCHROEDER

Entre los difusores de Schroeder podemos distinguir tres tipos:

1.- Difusores MLS (« Maximum Length Sequence »)

Estos difusores se formar a partir de una superficie lisa, reflectora, a la que se le practican una serie de ranuras. El tamaño y distribución de las ranuras dependerá de la frecuencia de diseño.

Creados en base a unas secuencias pseudoaleatorias periódicas, denominadas ‘Maximum Length’ (longitud máxima) o de Galois, que sólo adquieren dos valores diferentes: -1 y +1.

Se parte de una superficie lisa y reflectante, subdividiéndola en tramos de igual anchura y ranuras de igual profundidad. Asignándole además un valor de la secuencia pseudoaletoria, de acuerdo con el siguiente procedimiento:

- Si el valor es -1, el tramo de superficie queda inalterado

- Si el valor es +1, se crea una ranura en ese espacio de tramo

La anchura ‘W’ de cada tramo y la profundidad ‘d’ de cada ranura se calculan a partir de las siguientes fórmulas:

- W= λ /2

- d= λ /4

(λ es la longitud de onda correspondiente a la frecuencia de diseño del difusor)

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Este tipo de difusores presenta una menor absorción a bajas frecuencias que los difusores de tipo QRD y PRD. Es decir, se pueden utilizar en un porcentaje mayor de superficie sin que ello suponga una disminución excesiva del tiempo de reverberación a dichas frecuencias.

Son un tipo de difusores muy poco usados en la práctica.


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2.- Difusores QRD Unidireccional («Quadratic-Residue Diffusor »)

Basados en una serie de ranuras paralelas de forma rectangular, de igual anchura y de diferente profundidad, separadas generalmente por unos divisores delgados y rígidos.

La profundidad de cada ranura se obtiene a partir de una secuencia matemática que producen en una margen de frecuencias, una dispersión o difusión del sonido incidente en planos perpendiculares a dichas ranuras.

La frecuencia más elevada para la cual se produce difusión del sonido aumenta a medida que la anchura de las ranuras disminuye, en tanto que la frecuencia más baja disminuye a medida que aumenta la máxima profundidad.

Se ha podido comprobar que las ranuras estrechas y muy profundas producen un exceso de absorción acústica.

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3.- Difusores QRD Bidireccional (« Quadratic-Residue Diffusor»)

Aparecen como una generalización de los unidimensionales con el objetivo de obtener una óptima difusión del sonido incidente en todas las direcciones del espacio.

Las ranuras son sustituidas por pozos dispuestos en paralelo, de profundidad variable y de forma habitualmente cuadrada.

Los ángulos de difusión dejan de señalar direcciones de máxima energía reflejada en un mismo plano para indicar direcciones de máxima energía localizadas sobre una semisuperficie esférica.

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4.- Difusores PRD (« Primitive-Root Diffusor»)

Análogos a los difusores unidimensionales QRD, con la única diferencia de que la profundidad de cada ranura se obtiene a partir de una secuencia generadora distinta, además no existe simetría dentro de cada periodo.

Sus propiedades son muy parecidas a las de los difusores unidimensionales QRD, salvo por el hecho de que la energía asociada a la reflexión especular es muy baja. Esto les hace aconsejables para ser utilizados como canceladores de ecos.

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05.CURIOSIDADES

> Para finalizar con esta presentación, queremos dedicar unos minutos a hablar de la historia de los difusores acústicos. Estos, y su fabricación como tal, no son tan antiguos, pero la utilización de la difusión acústica con materiales naturales proviene de hace más de veinte siglos. Para ser más exactos, los romanos y griegos ya utilizaban en sus teatros esta aplicación acústica, aunque se piensa que surgió sin intención.

> Un hecho sorprendente, es lo que ocurre en el teatro griego Epidauro, del siglo IV a.C. que cuando fueron colocando las piedras de las gradas, no podían ni imaginarse que estaban construyendo un sofisticado filtro acústico.

> Pocos sospecharon que los propios asientos fueran el secreto de su éxito. Se elaboraron teorías señalando que el viento del lugar (que fluye principalmente desde el escenario hacia la audiencia) era la causa.

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05.CURIOSIDADES

> Otros sospecharon que las máscaras usadas por los actores podían haber actuado como primitivos altavoces. Incluso se especuló con que podía deberse a la cadencia de dicción propia del griego antiguo. Asimismo, teorías más técnicas tomaron en cuenta la pendiente de las filas de asientos.

> Un estudio revela que las gradas del teatro juegan un papel importante en la acústica, al menos cuando el teatro no está totalmente lleno de espectadores. Los asientos, que constituyen una superficie acanalada, sirven como un filtro acústico que transmite el sonido que viene del escenario a altas frecuencias.

> Las gradas proporcionan un efecto difusor, suprimiendo el sonido de frecuencia baja, el componente principal del ruido de fondo, y rompiendo las bajas frecuencias de las voces. Además, las filas de los asientos de piedra, reflejan las altas frecuencias hacia atrás, hacia las audiencias, realzando el sonido. Esto hace, que los espectadores situados a 70 metros de distancia de los actores puedan escuchar perfectamente las actuaciones.

http://www.fing.edu.uy/imfia/ambiental/pdfs/Bidondo.pdf

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