ACUSTICA

ACÚSTICA ARQUITECTURA

¿Qué es la Acústica?

Reseña Histórica del desarrollo de la acústica Acústica como herramienta modificadora de la Geometría Acústica y arquitectura ¿Quienes son Ingenieros acústicos?

Materias y grandes obras contemporáneas con desarrollo acústico Cualidades del sonido Nombre: María Gómez C.I: 26,260,168

ACÚSTICA La acústica es la rama de la física que estudia la generación, propagación y propiedades del sonido. La palabra, como tal, proviene del griego ἀκουστικός (akoustikós), que a su vez deriva de ἀκούειν (akoúein), que significa ‘oír’.

¿SABIAS QUÉ?

El físico francés José Sauveur (1653-1716), este también fue unos de los creadores de esta ciencia.

En este sentido, la acústica trata de la producción, el control, la transmisión y la recepción de las ondas sonoras que se propagan a través de la materia, bien sea que se trate sonido, infrasonido o ultrasonido.

Asimismo, la acústica también se refiere a la disciplina que estudia el almacenamiento y la reproducción de los sonidos.

Por otro lado, acústica también puede referirse a la característica de un recinto en función de la calidad de la recepción de los sonidos dentro de él.

Historia del desarrollo de la acústica Sobretonos de una cuerda vibratoria. Pitágoras fue el primero en estudiar este fenómeno.

Alrededor del año 20 a. C., el arquitecto e ingeniero romano Vitrubio escribió un tratado sobre las propiedades acústicas de los teatros, incluyendo temas como la interferencia, los ecos, y la reverberación; esto supuso el comienzo de la acústica arquitectónica.

La ciencia de la acústica tiene su origen en la Antigua Grecia y Roma,, entre los siglos VI a. C. y I d. C. Comenzó con la música, que se venía practicando como arte desde hacía miles de años, pero no había sido estudiada de forma científica hasta que Pitágoras se interesó por la naturaleza de los intervalos musicales. Quería saber porqué algunos intervalos sonaban más bellos que otros, y llegó a respuestas en forma de proporciones numéricas. Aristóteles (384 a 322 a. C.) comprobó que el sonido consistía en contracciones y expansiones del aire "cayendo sobre y golpeando el aire próximo", una buena forma de expresar la naturaleza del movimiento de las ondas.

La comprensión de la física de los procesos acústicos avanzó rápidamente durante y después de la Revolución Científica. Galileo (1564-1642) y Mersenne (1588-1648) descubrieron de forma independiente todas las leyes de la cuerda vibrante, terminando así el trabajo que Pitágoras había comenzado 2000 años antes. Galileo escribió "Las ondas son producidas por las vibraciones de un cuerpo sonoro, que se difunden por el aire, llevando al tímpano del oído un estimulo que la mente interpreta como sonido", sentando así el comienzo de la acústica fisiológica y de la psicológica.

Entre 1630 y 1680 se realizaron mediciones experimentales de la velocidad del sonido en el aire por una serie de investigadores, destacando de entre ellos Mersenne.

Mientras tanto, Newewton(1642-1727) obtuvo la fórmula para la velocidad de onda en sólidos, uno de los pilares de la física acústica (Principia, 1687).

De la Ilustración en adelante

siglo XX

El siglo XVIII

vio grandes avances en acústica a manos de los grandes matemáticos de la era, que aplicaron nuevas técnicas de cálculo a la elaboración de la teoría de la propagación de las ondas. En el

siglo XIX,

los gigantes de la acústica eran Helmholtz en Alemania, que consolidó la acústica fisiológica, y Lord Rayleigh en Inglaterra, que combinó los conocimientos previos con abundantes aportaciones propias en su monumental obra "La teoría del sonido". También durante ese siglo, Wheatstone, Ohm y Henry desarrollaron la analogía entre electricidad y acústica.

Durante el aparecieron muchas aplicaciones tecnológicas del conocimiento científico previo. La primera fue el trabajo de Sabine en la acústica arquitectónica, seguido de muchos otros. La acústica subacuática fue utilizada para detectar submarinos en la Primera Guerra Mundial. La grabación sonora y el teléfono fueron importantes para la transformación de la sociedad global. La medición y análisis del sonido alcanzaron nuevos niveles de precisión y sofisticación a través del uso de la electrónica y la informática. El uso de las frecuencias ultrasónicas permitió nuevos tipos de aplicaciones en la medicina y la industria. También se inventaron nuevos tipos de transductores (generadores y receptores de energía acústica).

Acústica como herramienta modificadora de la Geometría ¿COMÓ OCURRE? En realidad es muy fácil de entender. Como seguramente habrán notado, lo que hacen es excitar la placa metálica con distintas frecuencias. Cuando ustedes hacen vibrar la placa a cierta frecuencia, empiezan a viajar ondas a través de ella. Cuando estas ondas llegan al final de la placa rebotan y se suman con las ondas que vienen del centro. Esto provoca lo que se conoce como “onda estacionaria” es decir, es una onda que no “viaja”, y solo hace sus perturbaciones en ciertos puntos. Lo que hace la sal, (arena o cualquier cosa granular fina que le pongan), es irse a los puntos donde hay menos movimiento, que se conocen como líneas nodales.

Así que dependiendo forma de la placa o de la frecuencia con la que la pongan a vibrar, obtendrán distintas figuras geométricas.

¡IMCREIBLE! Este efecto fue descubierto por Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827), para muchos considerado como el padre de la acústica.

Chladni fue el primero en investigar que ocurría al hacer vibrar placas metálicas. Obviamente en su tiempo no existían equipos electrónicos para hacer vibrar las placas como en el video, así que él las estimulaba usando un arco de violín. Sin duda Chladni quedó fascinado al ver como se acomodaba la arena en las líneas nodales, pues en su libro incluyó cientos de dibujos en diferentes modos de excitación para distintas figuras, como triángulos, círculos, cuadrados e incluso elipses.

La base teórica matemática del porque se veían estos patrones geométricos todavía no estaba clara, y fue el mismo gobierno francés el que ofreció un premio a la persona que pudiera encontrar la solución al comportamiento de las placas (eran tiempos de la ilustración, y los gobiernos daban muchos premios por la resolución de problemas físicos y matemáticos). El premio se lo llevó Sophie Germain en 1815, cuando encontró la ecuación diferencial de 4to orden que describía estas figuras.

Acústica y 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.

En los espacios abiertos el fenómeno preponderante es la difusión 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 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.

En los espacios cerrados, el fenómeno preponderante que se ha de tener en cuenta es la reflexión. Al público le va a llegar tanto el sonido directo como el reflejado, que si van en diferentes fases pueden producir refuerzos y en caso extremos falta de sonido. A la hora de acondicionar un local, se ha de tener en cuenta, tanto que no entre el sonido del exterior (Aislamiento acústico).

Además, en el interior se ha de lograr la calidad óptima del sonido, controlando la reverberación y el tiempo de reverberación, a través de la colocación de materiales absorbentes y reflectores acústicos.

¿Qué es la Ingeniería Acústica? La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata acerca del sonido y la vibración. Es la aplicación de la acústica, la ciencia sobre sonido y vibración. La ingeniería acústica típicamente se concentra en el diseño, análisis y control del sonido en las estructuras.

El ruido no deseado puede tener impactos significativos en la salud humana y bien estar del mismo, reduce la concentración, como también retención de información y causa perdida del oído. El poder controlar el ruido se implementa de muchas maneras en la tecnología y diseños cotidianos, desde rediseñar la fuente de sonido, el diseñar barreras para el ruido, amortiguadores de sonido, silenciadores, y protección para tus oídos como los tapones y orejeras.

Incluso existen áreas verdes diseñadas para disminuir el ruido en la ciudad.

Pero la ingeniería acústica no es solo el control del ruido, también cubre los usos positivos del sonido, desde el uso de ultrasonido en la medicina, hasta la programación de sintetizadores digitales en la música.

Desde diseñar la acústica en un concierto para mejorar el sonido de la orquesta y que todas las personas presentes puedan escuchar con claridad desde cualquier parte del auditorio, hasta especificar la configuración del sistema de sonido en una estación de tren o aeropuerto, para que los mensajes transmitidos por las bocinas sean comprensibles.

¿Conoces las grandes obras con desarrollo acústico?

Aquí te mostramos algunas de ellas...

Teatro de La Scala, Milán, Italia El Teatro de La Scala está considerado como uno de los auditorios más importantes del mundo, ligado estrechamente con la ópera. Fue inaugurado en 1778 y posee cuatro niveles con palcos separados. Destaca, además, por su canal cóncavo que permite una acústica excelente. Giuseppe Piermarini, arquitecto neoclásico, fue el encargado de diseñar el edificio.

En el Teatro de La Scala se presentaron algunas de las óperas más populares, especialmente obras del compositor romántico italiano Giuseppe Verdi.

Casa de la Ópera de Sídney, Australia La Casa de la Ópera de Sídney es uno de los principales iconos de Australia y goza de reconocimiento internacional. Los inicios de esta gran obra arquitectónica se remontan a 1956, año en el que se anuncia un concurso para buscar el mejor diseño para la realización de un teatro nacional.

El prototipo presentado por el arquitecto Jorn Utzon resultó ser el ganador y el coste total de su construcción fue de 100 millones de dólares, quedando finalmente inaugurado en 1973. El resultado es una arquitectura distintiva e innovadora que se ha convertido una atracción visual de interés global. En su interior se realizan obras de teatro, ballet, ópera y musicales.

Gran Teatro Nacional de China, Pekín, China El Gran Teatro Nacional de China, conocido popularmente como ‘El huevo’, abrió sus puertas en 2006, por lo que es relativamente nuevo. El arquitecto francés Paul Andreu fue el encargado de diseñar su moderna arquitectura. Tras finalizar su construcción, el edificio generó bastante polémica ya que numerosos ciudadanos se quejaron de que rompía la estética de los alrededores de Pekín, ciudad conocida por una arquitectura tradicional y no modernista. Tiene un aforo de 6.500 personas.

Cualidades del sonido

Hay sonidos de todas clases: largos y cortos, fuertes y débiles, agudos y graves, agradables y desagradables. El sonido ha estado siempre presente en la vida cotidiana del hombre. A lo largo de la historia el ser humano ha inventado una serie de reglas para ordenarlo hasta construir un lenguaje musical.

LA ALTURA

es la afinación de un sonido; está determinada por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras (es lo que permite distinguir entre sonidos graves, agudos o medios) medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el rango de audición de 20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible.

Cuanto más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.

Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido, está determinada por la longitud, que indica el tamaño de una onda, que es la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo); según esto podemos decir que por duración los sonidos puieden ser largos o cortos. Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda con arco, como el violín por ejemplo; los de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de percusión, de los golpes. La guitarra necesita, al igual que el piano, de un martilleo que golpee las cuerdas, y solo se escucha el sonido hasta que la cuerda deja de vibrar.

LA INTENSIDAD

LA DURACIÓN

equivale a hablar de volumen: un sonido puede ser fuerte o débil. Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

EL TIMBRE

Hay sonidos que por sus particulares caraterísticas son fáciles de clasificar y diferenciar, sin embargo, hay otros que requieren del escucha una mayor práctica para aprender a reconocer esas pequeñas situlezas que diferencian a unos de otros.

es la cualidad que permite reconocer la fuente emisora del sonido, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos. Se define como la calidad del sonido. cada cuerpo sonoro vibra de una forma distinta.

Las diferencias se dan no solamente por la naturaleza del cuerpo sonoro (madera, metal, piel tensada, etc), sino también por la manera de hacerlo sonar (golpear, frotar, rascar)

La música puede cambiar el mundo porque puede cambiar a las personas. – Bono