Fundamentos de Acústica Arquitectónica: Aislamiento, Reverberación y Tiempo de Decaimiento Sonoro

Conceptos Fundamentales en la Acústica de Recintos

Aislamiento Acústico Puro

El aislamiento acústico puro se refiere a la capacidad de un material o estructura para bloquear la transmisión del sonido de un espacio a otro. Se mide en decibelios (dB) y su eficacia depende de varios factores:

• Masa del material.
• Espesor del material.
• Frecuencia del sonido incidente.

Se define principalmente por dos índices:

1. El Índice de Reducción Sonora (R): Mide la diferencia de nivel sonoro entre el espacio de origen y el espacio receptor, después de que el sonido ha atravesado una partición.
2. El Índice de Reducción Sonora Ponderado ($ ext{R}_{ ext{w}}$): Permite comparar distintos materiales en un rango de frecuencias estándar.

Además, la ley de masa establece que a mayor densidad de un material, mayor será el aislamiento acústico que proporcione.

Reverberación

La reverberación es el efecto que prolonga la persistencia del sonido. Es el fenómeno acústico que ocurre cuando un sonido persiste en un espacio cerrado. Esto sucede porque las ondas sonoras se reflejan rápidamente en las superficies del local antes de ser absorbidas o de salir del recinto.

La reverberación depende de:

• El volumen del recinto (a mayor volumen, mayor tiempo en disiparse el sonido).
• Los materiales presentes en las superficies.
• La frecuencia del sonido.

Este es el conjunto de efectos resultantes de esta multiplicidad de reflexiones que se suceden rápidamente unas de otras.

Tiempo de Reverberación ($ ext{T}_{60}$)

El tiempo de reverberación ($ ext{T}_{60}$) es el tiempo que transcurre desde que la fuente emisora se detiene hasta el momento en que la intensidad sonora disminuye una millonésima parte de su valor inicial, o, equivalentemente, para que el nivel de intensidad disminuya 60 dB con respecto a su valor inicial.

Este parámetro se utiliza para describir el comportamiento acústico de un recinto cerrado. Una absorción grande resulta en un tiempo de reverberación corto.

Dependencia y Fórmula

El tiempo de reverberación depende de la absorción y de la frecuencia. Se calcula mediante la Fórmula de Sabine:

$$\text{T}_{60} = 0.16 \frac{V}{A}$$

Donde:

• $V$ es el volumen del local ($ ext{m}^3$).
• $A$ es la absorción total del recinto ($ ext{Sabines}$ o $ ext{m}^2$ de área absorbente equivalente).

La absorción total ($A$) es calculada como la suma de la cantidad de energía absorbida por cada superficie, incluyendo elementos como butacas, personas, etc.

Índice de Reducción Sonora (R)

El Índice de Reducción Sonora (R) es la medida que cuantifica la eficiencia de un material o de un elemento constructivo en la atenuación del sonido. Se mide en dB.

Medición y Dependencia

Se puede medir como la diferencia entre el nivel de intensidad sonora de un local respecto al local contiguo separado por dicha pared.

Se representa con la letra $R$ y depende fundamentalmente de la masa superficial ($ ext{m}$ en $ ext{kg/m}^2$) y de la frecuencia ($f$ en $ ext{Hz}$).

Para una frecuencia dada, la reducción sonora se aproxima (para sistemas simples masa-aire-masa) por:

$$R \approx 20 \log_{10}(m \cdot f) - 48$$

Para distintas frecuencias, existe distinta cantidad de reducción sonora. Las frecuencias más altas son generalmente más fáciles de aislar.

Si no hay masa significativa, el valor de $R$ dependerá del comportamiento del sistema masa-resorte-masa.