Revista acustica

EL ARQUITECTO NUMERO 3 AÑO 2017

DIFINICION DE ACUSTICA

RESEÑA HISTORICA DEL DESARROLLO DE LA ACUSTICA ACUSTICA COMO HERRAMIENTA MODIFICADORA DE LA GEOMETRIA

ACUSTICA Y ARQUITECTURA QUE SON LOS INGENIEROS ACUSTICOS MATERIAS Y GRANDES OBRAS CONTEMPORANEAS CON DESARROLLO ACUSTICO CUALIDADES DEL SONIDO

MARTHA SANCHEZ C.I 11.430.927 ESCUELA 72

La

acústica

es

una

interdisciplinaria

rama

de

la

que

física estudia

el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas

mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse modelos

en

el

vacío)

por

físicos

y

matemáticos.

medio A

de

efectos

prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión,

almacenamiento,

percepción

o

reproducción del sonido

Reseña Histórica del Desarrollo la acústica GRECIA

de

Arquitectura acústica en Grecia. Los griegos crearon sus teatros al aire libre, en los mismos se realizaban obras teatrales y presentaciones

musicales,

estos

aprovecharon el reflejo de las gradas para duplicar el sonido y de esta manera que la sonoridad quedase protegida por las gradas.

El tamaño de los teatros griegos no ha sido

igualado con una capacidad de 15,000 personas.

Esquema de teatro griego.

La armonía es resultado de la idea del “todo respecto a un número”

estudiada e investigada por autores clásicos como Aristógenes, Platón, Pitágoras o Nicómano, quienes establecieron la distinción del NÚMERO DIVINO (arquetipo de un modelo ideal), y el NÚMERO CIENTÍFICO (aplicado a las formas del mundo material). Uno de los estudios de Pitágoras sobre la armonía musical, en que la

considera puramente matemática, es “la Teoría de las proporciones”.

IMPERIO ROMANO Arquitectura acústica en Roma. Los romanos utilizaron una técnica similar a la de los griegos, difieren en que la forma de las gradas no era plana sino curva, esto hacia que un poco del sonido se perdiera y que fuera centrado en un mismo punto. No obstante el teatro más grande entre

los romanos tenía una capacidad de 5,000

personas.

Esquem a que ilustra la disposici ón de los vasos de bronce acordad os en el teatro

Teatro Ecoico de Vitrubio

En época del Imperio Romano ya Vitrubio en sus diez libros de arquitectura adelanta el entendimiento acústico en sus capítulos V y VI. En el primero: “De los vasos del teatro”, determina la situación de unos vasos de bronce en unas celdas bajo las gradas con aberturas hacia la escena, sin que toquen la pared, en posición inversa, de modo que la voz que sale de la escena se difunde por todas partes y al llegar a lo cóncavo de cada vaso tomará un incremento de claridad,

ayudada de aquél vaso que en tono concordare con ella.

En el capítulo VI: “De la figura del teatro”, recomienda la construcción de teatros con forma semicircular coronados por un pórtico, que había de trazarse a partir de cuatro triángulos equiláteros inscritos en el círculo de la orquesta, justificando el uso del círculo para favorecer la adecuada propagación de la voz.

Además, recalcaba la necesidad de respetar medidas y proporciones para no perder la visión de la escena y determinaba la altura del púlpito a no más de cinco pies.

Hoy en día se aprovechan los conocimientos que fueron adquiridos de los griegos y los romanos por lo que los recintos abiertos se construyen con paredes abombadas o curvas que concentran el sonido en el lugar. El problema de esta técnica es que la frecuencia no se reparte de una manera uniforme y que los sonidos graves son más difíciles de repartirse. Los materiales que se utilizan para construir este tipo de ambiente son aquellos que tienen propiedades que facilitan el desplazamiento del sonido hacia donde están las personas. En los espacios cerrados el aspecto más importante que se tiene presente es la

reflexión, ya que al espectador le llegara dos tipos de sonidos, el directo y el reflejado.

Teatro Romano

Teatro Romano de Orange

partes de un teatro

La acústica de la iglesia

Torna voces

En el momento en que se diseñe una edificación se debe de tomar en cuenta el aislamiento del sonido, esto se hace para impedir que el sonido exterior penetre o interfiera en el flujo del sonido interior. Los escritos mas antiguos de elementos acústicos datan desde el siglo I antes de la era cristiana y fueron realizados

por Vitrubio Polio , considerado como el ingeniero militar del emperador Julio Cesar, el cual realizo un diseño acústico de los teatros romanos. Para ello el ingeniero militar recomendó la utilización de vasijas que hacían como resonadores. En las iglesias de la antigüedad cuando había problemas acústicos se colocaban una especie de marquesina conocida como tornavoz, la cual tenía el objetivo de centralizar el sonido del predicador.

Las

características

acústicas

de

cada

sala

estarán

especificadas de acuerdo a la función del área. En el salón pueden ser colocados difusores, aislantes, absorbentes y otros elementos que tengan la función de distribuir el sonido de una manera uniforme. Las principales tendencias en el diseño de estudios

de grabación son LEDE y Non-environment. La primera fue diseñada y desarrollada por Don

Davis

y

la

segunda

por

Tom

Hidley.

EDAD MEDIA Las basílicas romanas fueron las primeras edificaciones para el culto cristiano. Las plegarias de los frailes estaban sometidas a largos tiempos de reverberación y al carácter

metálico de muros pétreos, lo que obligó a la “cantilación” de las respuestas, dilatando y acortando las frases y modelando la intensidad o

Basilica Romana

volumen de la emisión, para rentabilizar las resonancias

naturales

de

arquitectura

sin

merma.

De esta manera nació el Canto Gregoriano o “canto llano” acentuando las notas agudas y puntuando sobre las graves.

El S.XI se produce la polifonía y el desarrollo de la notación musical. En el S. XVI se empiezan a

Canto Gregoriano

incorporar a los espacios eclesiásticos con tribuna central posterior y balcones laterales asomados sobre la nave central para más adelante albergar en uno de los balcones uno o varios órganos.

Balcones

En la catedral de San Marcos de Venecia se puede apreciar un ingenioso diseño de difusión del sonido reforzado desde el coro, situado en el altar mayor.

Este

interés

por

la

acústica

desemboca en la construcción de un espacio especializado para oír música; el primero conocido es la sala de música del Palacio de

Catedral de San Marco

Alvise Cornaro.

INTERIOR DE SAN MARCOS

Sala de música del Palacio de Alvise Cornaro

RENACIMIENTO

El desarrollo de la ópera evidencia la importancia que se le está dando en este momento al desarrollo musical. Las iglesias se empiezan a organizar como salas de conciertos, donde las tribunas laterales pierden importancia frente al peso del coro posterior y el dominio del órgano en la acústica eclesial. Serán espacios

diseñados para sonidos de alta reverberación para los cuales se probarán tipologías versátiles y diversas como en San Carlino de Quattro Fontane, la Pieta en Venecia…

La acústica de un espacio será trata de distinta manera según el tipo sonido que se busque, es decir, no será acondicionada de igual manera una sala destinada a la palabra que una sala de música, y de la misma manera podemos distinguir tratamientos distintos en salas destinadas a música reverberante (que demanda una armonía y duración dada por altos tiempos de reverberación) o salas propuestas para música más íntima, con adornos ricos y rápidos, que

requiere una alta absorción. Este tema se hizo evidente en el siglo XVI cuando con la Reforma luterana se intentaron adecuar las iglesias católicas de altos tiempos de reverberación a espacios destinados a la palabra; para ello se inquirió una disminución de los volúmenes y aumento de la absorción, además de proponerse una nueva situación del púlpito centrado y elevado, con intención de reducir la distancia entre el orador y el oyente y así hacer mínima la pérdida de energía del sonido directo con la distancia.

Pulpitos

BARROCO El periodo barroco significa un esencial incremento de la complejidad en la producción cultural. Arquitectura y música se desarrollan de una manera muy intensa en cada disciplina incrementando la exigencia profesional de los creadores, lo cual fomentará grados de autonomía social y mayor amplitud del territorio creativo.

Prueba de ello es la independencia de Mozart en el S.XVIII de su “dueño” el Obispo de Salzburgo.

La música se traslada de iglesias y salones reales a los salones de conciertos en los que el pueblo llano también disfrutará de la música. Los

compositores crean para intérpretes determinados y para lugares y público determinado. En el S. XIX se llevará a cabo el teatro de Bayreuth diseñado por Wagner y el arquitecto Bruckwald; se trata de un abanico escalonado, reinterpretando el teatro griego, sin distinciones sociales de galerías o palcos y situando una foso para la orquesta bajo el suelo y semi-cubierto estudiando los sonidos y visuales entre los intérpretes y la llegada a los asistentes haciendo incidir los sonidos como por los pies.

Salones Reales

ACUSTICA COMO HERRAMIENTA MODIFICADORA DE LA ACUSTICA La utilización de las leyes geométricas que rigen la propagación sonora, puede ser de gran utilidad en múltiples ocasiones. Por ejemplo, para analizar la distribución en un recinto, del campo acústico directo y de las primeras reflexiones o detectar posibles riesgos de eco o focalizaciones provocadas por determinadas superficies de una sala.

Antes de describir el método geométrico conviene citar ciertas limitaciones: La longitud de onda del sonido debe ser pequeña respecto a las dimensiones de la sala y objetos presentes en ella. En caso contrario ocurrirían fenómenos de difracción. Las dimensiones del relieve de las superficies deben ser netamente inferiores a la longitud de onda del sonido considerado. En caso contrario el sonido se reflejaría difusamente. La diferencia de impedancia entre el aire y los cerramientos debe ser grande, para que predomine el fenómeno de la reflexión.

Método geométrico El método geométrico se basa en la sustitución de los frentes de ondas por sus direcciones de propagación asimilándolos a rayos sonoros que emergen de la fuente y se comportan de igual forma que los rayos luminosos.

Los rayos sonoros tienen su origen en la fuente y en cada punto tiene una intensidad dada por:

en donde W es la potencia de la fuente, e I1 es la intensidad a 1 m de la fuente. Suponiendo la fuente omnidireccional, la intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia recorrida.

En el caso de que la fuente no imita por igual en todas direcciones, la expresión anterior se vería afectada por un factor de direccionalidad para cada dirección, es decir,

en donde Q es el factor de direccionalidad o relación entre la intensidad propagada en una dirección determinada y la intensidad que sería propagada, en esa misma dirección, por una fuente omnidireccional de la misma potencia.

Aplicando las leyes de la reflexión se construyen los rayos, de tal forma que todos los reflejados por la superficie plana, parecen provenir de la imagen de la fuente por ese plano. Esta propiedad da lugar a la división del tratamiento geométrico en dos métodos distintos: método de imágenes, que sustituye el efecto de cada superficie plana por la imagen

que de la fuente se obtiene por dicho plano. Este segundo método es más práctico en el caso de cerramientos planos y considerando sólo pocas reflexiones, ya que al aumentar el número de reflexiones aumenta considerablemente el número de imágenes, llegándolo a hacer inviable.

Aplicando el método geométrico se pueden resolver problemas tales como: focalizaciones, ecos, diseño para buen sonido directo y diseño para el adecuado sonido reflejadO

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

Métodos para el estudio del acondicionamiento acústico

Acústica en espacios abiertos En los espacios abiertos el fenómeno preponderante es la difusión del sonido. Las ondas sonorasson ondas tridimensionales, es decir, se propagan en tres dimensiones y sus frentes de ondasson esferas radiales que salen de la fuente de perturbación en todas las direcciones.

La acústica habrá de tener esto en cuenta, para intentar mejorar el acondicionamiento de los enclaves de los escenarios para aprovechar al máximo sus posibilidades y mirar como redirigir el sonido, focalizándolo en el lugar donde se ubique a los espectadores.

Acústica en espacios abiertos En los espacios abiertos el fenómeno preponderante es la difusión del sonido. Las ondas sonorasson ondas tridimensionales, es decir, se propagan en tres dimensiones y sus frentes de ondasson esferas radiales que salen de la fuente de perturbación en todas las direcciones.

La acústica habrá de tener esto en cuenta, para intentar mejorar el acondicionamiento de los enclaves de los escenarios para aprovechar al máximo sus posibilidades y mirar como redirigir el sonido, focalizándolo en el lugar donde se ubique a los espectadores.

INGENIEROS ACUSTICOS El ingeniero acústico es un profesional con un grado de formación, conocimiento y experiencia necesaria para determinar las soluciones más adecuadas en cada caso con el fin de obtener el objetivo establecido para el aislamiento o acondicionamiento acústico en estudio. A demás este dispone de instrumentación adecuada en materia de acústica para afrontar cualquier tipo de estudio de vibraciones o ruido que permitan un análisis exhaustivo de la problemática a afrontar para dar la mejor solución en cada caso.

La implicación de un ingeniero acústico en la fase de diseño de cualquier proyecto evita la pérdida de horas en ajustes, nuevos cálculos de proyectos avanzados o finalizados donde se detectan problemáticas derivadas de la acústica.

Para garantizar el mayor grado de seguridad en la aportación de soluciones acústicas, el ingeniero acústico debe ser un profesional independiente no vinculado a productos ni a instaladores determinados. De esta forma el consultor acústico vela por los intereses del propietario/promotor de la actividad/obra delante de proveedores, instaladores, etc asegurando la objetividad en las decisiones adoptadas para solucionar las necesidades y procurando por la mejor relación calidad/precio.

GRANDES OBRAS CONTEMPORANEAS CON DESARROLLO ACUSTICOS El Teatro Colón es un teatro de ópera de la ciudad de Buenos Aires.

Por su tamaño, acústica y trayectoria, está considerado uno de los cinco mejores del mundo

TEATRO COLON

Según una encuesta realizada por el experto en acústica Leo Beranek a destacados directores internacionales de ópera y de orquesta, el Teatro Colón posee la sala con la mejor acústica para ópera y la segunda mejor para conciertos del mundo

Metropolitan Opera House de Nueva York La Metropolitan Opera es la organización de música clásica más grande de América del Norte. Presenta alrededor de 27 óperas diferentes cada año en una temporada que dura desde finales de septiembre hasta mayo.

Las óperas se presentan en un cronograma de repertorio rotativo con hasta siete representaciones de cuatro obras diferentes organizadas cada semana.

OPERA DE SIDNEY

Ópera de Sídney

En el edificio se realizan obras de teatro, ballet, ópera o producciones musicales. Es sede de la compañía Ópera Australia, la Compañía de Teatro de Sídney y la Orquesta Sinfónica de Sídney. Está administrada por la Opera House Trust, un organismo público bajo supervisión del Ministerio de Arte de Nueva Gales del Sur

Cualidades del sonido El oído humano es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que pueden existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las cuatro cualidades que caracterizan a todo sonido.

Estas son: intensidad, tono, timbre y duración. Intensidad Tono Timbre Duración

La intensidad del sonido es la propiedad que permite diferenciar entre sonidos fuertes y débiles. Está relacionada intensidad acústica de la onda sonora correspondiente, que es la magnitud que nos da una idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda, también se define como la energía que traviesa una unidad de superficie dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagación por segundo. Aunque suele expresarse como potencia por unidad de superficie (W/m2).

El tono

es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo distinguir entre sonidos graves y agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia los graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos corresponden a frecuencias más altas. El oído humano es sensible únicamente a aquellas ondas cuya frecuencia está comprendida entre los 20Hz y los 20000Hz.

El timbre

es la cualidad que permite distinguir entre sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean la misma intensidad. Esta cualidad permite reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.

Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. Por el contrario, los instrumentos musicales dan lugar a un sonido más rico, de vibraciones complejas, es decir, que está compuesto por una serie de vibraciones armónico simple de una frecuencia y amplitud determinadas, cada una.

La duración

es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Así, decimos que podemos escuchar sonidos largos o cortos. Se puede medir en segundos (s.), aunque también se la relaciona con la longitud de onda (λ), que indica la distancia entre dos puntos consecutivos que se hallan en el mismo estado de vibración (medido en metros), en el mismo tiempo.

Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos son los de cuerda con arco, como el violín, y los de viento. La duración en estos últimos depende de la capacidad pulmonar.