El Fenómeno de la Reverberación: Origen, Características y Aplicaciones
1. Introducción a la Reverberación
En todos los recintos cerrados en los que se desplazan ondas sonoras se manifiesta un fenómeno característico que se conoce con el nombre de reverberación. Dichas ondas forman lo que se llama campo sonoro reverberante, cuyas características principales son:
1. No posee dirección preferente de propagación (es decir, las ondas reverberantes penetran en el recinto rebotando en las superficies y objetos del mismo, y llegan a todas partes del recinto, sea cual sea su configuración en planta o alzados). 2. Es independiente de la dirección de las ondas directas (es decir, las ondas reverberantes penetran en el recinto rebotando en las superficies y objetos del mismo, y llegan a todas partes del recinto, sea cual sea su configuración en planta o alzados). 3. La diferencia de los intervalos de tiempo con que llegan dos de tales ondas a cualquier punto del recinto toma valores comprendidos en un intervalo de cero a un determinado límite conocido. Es interesante recordar que dichas características del campo sonoro reverberante son limitadas desde el punto de vista teórico. Por ejemplo, ante la pregunta de si puede existir una dirección preferente bien definida para la onda reverberante, la respuesta sólo puede ser que depende. Por un lado, la teoría matemática nos dice que es posible descomponer cualquier campo sonoro en recintos cerrados respecto a las formas de resonancia de dichos recintos. Estas formas de resonancia son nuevas ondas que se renuevan continuamente al resonar en las paredes. Pero por otro lado, el hecho de que los recintos, en especial a partir del llamado “Sala de conciertos” para auditorios y similar para recintos no dedicados a la música, tienen un recinto lo suficientemente complejo como para ofrecer varios caminos acústicos. El número de caminos superpone a las formas de resonancia, por lo que la organización espacial del campo sonoro combina todas las formas de resonancia.
2. Mecanismos y Causas de la Reverberación
Cuando un sonido se emite en un local cerrado, choca contra las paredes, el suelo y el techo del recinto, y parte de él es reflejado. Estos sonidos reflejados son los que nos interesan para el fenómeno denominado reverberación. Esta puede ser positiva o negativa.
Existen varios factores que determinan la intensidad de la reverberación. Entre los más importantes se encuentran: el uso del local, el tamaño del local, la energía existente en el mismo local donde se emite el sonido, la forma geométrica del mismo y la temperatura del local. Con respecto a las otras propiedades, diremos que: respecto del tamaño del local, si el local es grande, aparecen problemas en la cohesión del sonido directo, con el primero que llega y con el último reflejado. Respecto de la forma geométrica, las formas regulares presentan frecuencias de reverberación definidas, pero si las dimensiones son múltiplos una de la otra, aparece una ‘resonancia’ actuando como un amplificador para esa frecuencia.
Respecto a las propiedades de los materiales superficiales del recinto, cabe destacar que si un sonido incide sobre una superficie irregular, este se subdivide y dispersa en varias direcciones. La capacidad de absorción dependerá de cada material. Aquellos que posean estructuras irregulares en su superficie tienen mayor poder de absorción respecto a aquellos que poseen una superficie lisa. Además, absorbidos por dichos materiales, los sonidos pueden ser transmitidos al ambiente.
3. Parámetros Acústicos y Medición de la Reverberación
De la definición de la reverberación, o sea, la energía sonora que se mantiene en un recinto debido a las múltiples reflexiones que sufre tras las paredes del mismo, se deduce la relación existente entre tiempos de reverberación y los volúmenes de estos recintos; cuanto mayor sea el tiempo de reverberación, mayor será la sensación de reverberancia experimentada por los oyentes. Los recintos pequeños tienen una reverberación baja con tiempos comprendidos entre 0.2 y 0.4 segundos, mientras que en los recintos de gran volumen la reverberación es más elevada con tiempos que llegan hasta varios segundos.
Es corriente y aceptado en el mundo de la arquitectura la aplicación de estas propiedades, ya que en un salón de actos, de conciertos, un aula, en una estación de ferrocarril o en un recinto deportivo se exigen unos determinados valores de tiempo de reverberación que influyen directamente sobre el nivel de ruido; o sea, si no se cumplen estos valores, se considerará que las condiciones en el recinto son acústicamente malas. Y esta consideración u opinión se emitirá sin necesidad de realizar ningún tipo de medición del nivel sonoro. La percepción de la sensación de ruidosidad en obras ya construidas depende, en muchos casos, sólo del tiempo de reverberación. Actualmente, y a partir de la experiencia adquirida en la edificación de las distintas clases de locales y debido a la actual demanda que exigen altos niveles de salubridad acústica, se están dando casos en que los técnicos de obra se ven obligados a tener que realizar mediciones acústicas para tener una referencia real de la situación del recinto construido.
4. Efectos Psicoacústicos de la Reverberación
El efecto general de la adición de la reverberación es la percepción de una mayor energía acústica, lo que produce una sensación de mayor volumen. Al retardo entre la fuente directa y las múltiples reflexiones se le denomina diferencias de tiempo entre el eco recursivo y el frente de onda directa. Tiene notables efectos en la percepción auditiva positiva sobre la fuente sonora:
– Ajusta las distancias de la fuente al auditorio virtual creado por las reflexiones, e influye en la sensación de añadido de profundidad a la mezcla. – Corrige el exceso de señal directa de los instrumentos de cola como pianos e instrumentos de fuerte sonoridad. – Añade realismo a las mezclas estereofónicas, la reverberación permite una salida suave del sonido de un altavoz, facilitando la integración entre los dos sistemas. – Añade un toque artístico. – El tiempo de reverberación es un muy importante factor para darle un sentido al espacio en la historia de un videojuego. Existen dos causas psicoacústicas fundamentales en que la reflexión ambiental afecta perceptiblemente a las sensaciones producidas en el oyente:
1) Las sensaciones de profundidad y direccionalidad dependen más que las de alejamiento radial o distancia, del análisis relativo entre las alturas, ángulos azimutales y principalmente de los tiempos de llegada de las señales a los dos oídos. 2) Las reflexiones frontales producen sensación de realismo espacial, debido, entre otras cosas, a que nos suministran información que en un medio natural el propio cuerpo se encargaría de proporcionar y que en un entorno sonoro sólo puede proporcionar el ecosistema mediante irradiación libre.
5. Control y Reducción de la Reverberación en Espacios Acústicos
5.1. Reducción de la reverberación: tratamientos absorbentes (paneles y materiales porosos) La reducción o control de la reverberación en un recinto acústico puede ser: (a) Absoluta: desaparición casi total de la reverberación, lo cual supone TR < 0,25 s. Esta solución es muy extrema; en general, resulta muy antinatural, por lo que no se utiliza en espacios apropiados para la audición de música o de la voz. (b) Moderada: existencia de cierta reverberación, con un TR que varía entre 0,25 y 0,8 s. Estaría dentro de los umbrales del porcentaje de absorción. En diversos casos, el problema se afronta con la utilización de materiales absorbentes, en particular en la producción de paneles acústicos, que conseguiremos adherir en los puntos estratégicos del local. Los paneles acústicos, en general, se introducirán en nuestros espacios predefinidos en las proximidades del punto de audición de las fuentes sonoras. Hoy en día, la variedad de paneles acústicos es muy amplia, y los encontramos con las más diversas características: paneles absorbentes de superficie perforada y semiperforada, paneles absorbentes de madera alveolar, paneles absorbentes de poliéster, paneles absorbentes de fibra de vidrio y otros. Otros tratamientos con el mismo objetivo. Se ha tratado también la cuestión sobre el empleo de determinados elementos que tienen la función de dispersar el sonido, orientándolos dentro del local sobre distintas direcciones. Tratamiento con gran superficie de dispersión del sonido. Resultará evidentemente productivo actuar sobre los paramentos y el suelo del recinto, intentando producir sobre ellos una gran cantidad de reflexiones. En general, consideraremos siempre que un buen tratamiento de la reverberación proveniente de membranas vibrantes, de la vibración del aire, de pantallas de fuentes sonoras, etc., será poder evitar la formación del fenómeno de reflexiones reflejadas en la proximidad o sobre la(s) fuente(s).
6. Aplicaciones Prácticas de la Reverberación en la Industria y el Arte
A continuación, se indican algunos ejemplos prácticos de aplicaciones de la reverberación por reflexión múltiple, tomando en consideración ideas ya planteadas. Están basadas en consideraciones de utilidad objetiva, nutridas tanto con datos verídicos como ficticios, pero factibles en el sentido planteado. Para el cálculo de números, se utilizó un diseño que desarrolló una regla práctica general para calcular el tiempo de reverberación T60 en espacios acústicamente no ocupados. Ella estipula que el T60 está directamente asociado al volumen V del recinto y su coeficiente de absorción a diferentes frecuencias. Si el recinto tiene V = 20000 m^3, y se desea un T60 que dependa de la utilización del espacio (es decir, que permita un éxito en la aplicabilidad de la reverberación en la industria y el arte) con a = 0.2 para frecuencias medias, el tiempo de reverberación para frecuencias de 250 Hz o más deberá ser menor a 1.7 s. Utilizando los datos recopilados, se propone el coeficiente K, menor que 1.
A partir del avance de las artesanías, y luego de la revolución industrial, se construyeron centros acústicamente eficientes para situaciones que, con la tecnología actual (alta relación señal a ruido mediante amplificadores, mezcladores, procesadores de señal, y reproductores de audio de alta calidad, entre otros), a lo sumo presentarían problemas de deterioro de señal intentando disimular otros errores. Ejemplos reales, el Ver-Salles de 30 m de longitud, 11 de ancho, y 15 de alto, permitía musicalizar con piano mecánico y fonógrafo para propagar la sonorización originaria de ese ambiente. Otro ejemplo es el acordeón, en espacios como parques de diversiones para resaltar un timbre acomodado a la música de fondo a decibeles mayores. Digresión curiosa: Sobre la fórmula propuesta para salas no ocupadas, se considera que ello solo puede aplicarse con éxito en estampas muy generales del ambiente, sin embargo, veríamos que ello depende de las necesidades acústicas del cantante y su respectivo mercado. Algo similar se observó en los años 1970 en la ciudad argentina de Corrientes, con comercios que ofertaban equipamientos de gran calidad para la anacrónica música garabatista de esa región.
