Los principios de la absorción acústica han existido por cientos de años. Las iglesias medievales utilizaban macetas llenas de ceniza incrustadas en las paredes para absorber el sonido. Éstos evolucionaron en el concepto de hoy de paneles absorbentes de sonido, comúnmente llamados "paneles acústicos."
La construcción básica de un panel acústico incluye un material de sustrato que absorbe el sonido y una cubierta de tela, vinilo u otro material. Los primeros paneles acústicos utilizados en los teatros de "imagen parlante" empleaban fibra de madera como material absorbente de sonido. Los paneles acústicos de hoy en día utilizan sustratos que son más eficientes para absorber el sonido y cumplir con las normas de seguridad modernas. Algunos paneles utilizan dos o más capas de sustrato en un panel para proporcionar propiedades especiales. El panel más ampliamente utilizado consiste en un sustrato de placa de fibra de vidrio y una cubierta de tela, usualmente conocido como un POP-a "Plain Old Panel".
Cómo trabajan ellos
Los paneles acústicos controlan el sonido mediante la absorción selectiva de las ondas acústicas, reduciendo así los ecos y re-ecos. Todos los diversos sustratos absorben el sonido atrapándolo en un laberinto de fibras o células abiertas dentro del material. A medida que el sonido viaja a través de este laberinto, pierde energía debido tanto al desplazamiento como a los cambios de dirección dentro del material. Estrictamente hablando, la energía de la onda sonora se convierte en calor dentro del sustrato. Sin embargo, este calor es apenas perceptible o mensurable y no tendrá ningún efecto en los niveles de calefacción o refrigeración de una instalación. El material acústico es, sin embargo, esencialmente el mismo material que se utiliza para aislar el edificio y, si una pared exterior suficiente está cubierta con paneles, puede aportar algún valor aislante.
¡Eco! ¡Eco! ¡Eco!
Parafraseando a un comediante popular del sur, "Si usted falta el sermón dominical y puede venir el miércoles y todavía oírlo, usted puede necesitar paneles acústicos." El director del coro puede amar una habitación como esta, pero la congregación recibirá un dolor de cabeza de "tensión en el oído" tratando de entender al ministro. Algunos santuarios resultan tan molesto que la discusión de cómo arreglarlos debe llevarse a cabo en el vestíbulo.
El problema puede ser el exceso de tiempo de reverberación, una medida de la rapidez con que un sonido se descompone en la habitación. El tiempo de reverberación se puede estimar iniciando un fuerte ruido, un aplauso fuerte, dando vueltas sobre una mesa plegable, o cerrando un himnario cerrado, y sincronizando su decadencia. Con esta información y el volumen espacial de la sala, se puede calcular la absorción acústica existente en la habitación.
La fórmula básica para medir la absorción acústica es la fórmula Sabine, una simple ecuación algebraica llamada así por el hombre que la desarrolló hace cien años. La ecuación de Sabine se utiliza con el tiempo de reverberación deseado para producir la absorción necesaria para esa habitación. La diferencia entre la absorción necesaria y la absorción existente indica el grado de exigencia de los paneles acústicos. Por lo tanto, con un fuerte ruido de impacto y un buen cronómetro, los requisitos de absorción se pueden estimar con una precisión razonable.
Hay, por supuesto, varios factores que evitan que esto sea demasiado simple. Primero, si ya hay absorción en la pared que será cubierta o quitada, los paneles no cambiarán las características acústicas de la habitación por su valor nominal completo como lo harían sobre yeso duro. En segundo lugar, si la reverberación no es particularmente alta y la claridad es un problema, la respuesta puede ser la difusión del sonido, en lugar de la absorción. La diferencia es que mientras que la absorción reduce la reverberación controlando el sonido reflejado, la difusión disminuye el nivel de sonido percibido dispersando (difundiendo) el sonido sobre una amplia área. La difusión puede ayudar a lograr un espacio que no sea demasiado seco para el coro, ni demasiado reverberante para el mensaje del ministro. (Una discusión completa de la difusión está reservada para otro artículo.) Una tercera consideración es que las características de absorción dependen de la frecuencia del sonido. Algunos problemas acústicos deben resolverse abordando la absorción o difusión de las frecuencias seleccionadas.
Un uso común de paneles acústicos es eliminar reflejos extraviados de monitores de escenario, especialmente donde la retroalimentación es un problema. También se usan en las paredes laterales para evitar golpes y alborotos de lado a lado. Los paneles evitan la coloración de la fuente principal de sonido eliminando las reflexiones que se recombinan con el sonido directo para reforzar o cancelar ciertas frecuencias. Sin el control de la reflexión, el sonido oído por el público puede ser muy diferente de lo previsto.
Acústica incorporada
Antes de construir un nuevo espacio de adoración, es vital para involucrar a un acústico junto con el arquitecto. En el mundo de la acústica, hay un dicho: "Los arquitectos tienen visión, pero no se oye con los ojos". Pensar en la acústica en lugar de en la última permitirá que el sistema de sonido instalado sea eficaz con menos procesamiento de señal (y la distorsión asociada) ya un costo menor. Sin duda será más económico que reemplazar o actualizar el sistema de sonido en los intentos de solucionar problemas acústicos.
Una habitación es acústicamente "activa" o, en cierto sentido, "viva". Una inmersión en la respuesta de frecuencia no se cura con un ecualizador de pico, bombeando más energía en esa frecuencia. La sala absorberá la nueva energía y la corrección electrónica no será una cura completa. Eventualmente, la compensación electrónica extrema causará efectos audibles indeseables. Cualesquiera que sean las necesidades acústicas de la sala, se puede decir con seguridad que el presupuesto para materiales de control acústico será significativamente menor que el costo de los sistemas de sonido segundo y tercero fallidos.
Tipos de paneles
Mientras que los paneles acústicos estándar bien hechos de varios fabricantes pueden tener más similitudes que diferencias, hay muchas variaciones en el tema; Algunos propietarios y algunos patentados. Las diferencias más obvias son la calidad de la mano de obra y lo que está incluido en el precio.
-¿Quieres neumáticos con ese coche? Es una frase que se traduce bien a la empresa de paneles acústicos. Pregunte qué está incluido. ¿Los bordes son cuadrados o conformados? ¿Están endurecidos? ¿Está incluido el hardware de montaje? ¿Cómo se envasan: caja de cartón o cajón de madera? ¿Qué cuesta el flete?
Para paneles acústicos, el paquete pesa a menudo más que el producto, especialmente con los paneles celulares de la melamina (espuma). Esto puede provocar el espectro del temido "peso dimensional", donde el flete se carga por volumen más que por peso. Por experiencia personal, he encontrado doloroso saber que alguien ha enviado una caja de espuma ligera por aire a un costo de envío mayor que el valor del producto.
Aquí hay una muestra de las opciones de panel disponibles:
POPULAR. El "Plain Old Panel" hecho de un tejido que cubre una placa de fibra de vidrio de alta densidad de absorción de sonido. El revestimiento de tela es acústicamente transparente. Hay otras variaciones con al menos un fabricante que usa fibra mineral (lana mineral) en lugar de fibra de vidrio. El tablero de la fibra de vidrio se llama a menudo erróneamente "703," el número de modelo para la fibra de vidrio acústica original de un surtidor. Las tablas de fibra de vidrio originales "703" eran de menor densidad que las que se usan hoy en día. La mayoría del tablero de la fibra de vidrio usado en paneles acústicos es seis a siete libras por pie cúbico.
Panel plano de difusión. POP con una membrana debajo de la superficie de la tela. La membrana tiene un patrón de agujeros que varía la reflexión y la absorción sobre la superficie del panel. El resultado es un efecto de dispersión del sonido. Este es un artículo interesante para un espacio confinado pero menos necesario para un santuario donde un difusor tradicional se puede utilizar para una mayor ventaja para el sonido y, con acabados de madera personalizados, para la apariencia también.
Sándwich de barrera. Dos POP con una capa de vinilo pesado en el medio para bloquear el sonido que pasa a través de los paneles acústicos. (Los paneles absorbentes evitan la reflexión del sonido pero hacen poco para bloquear la penetración a través de las paredes de una habitación a otra o dentro hacia afuera.) Este elemento se ha utilizado para reemplazar espumas compuestas en recintos de máquinas. El emparedado de barrera puede hacerse en un inserto desmontable para particiones de vidrio enmarcadas para proporcionar un aislamiento adicional cuando eventos en conflicto están en lados opuestos de la ventana. Para instalaciones permanentes, los paneles estándar con una barrera suministrada por separado pueden ser más efectivos para el sonido y el presupuesto.
Superficie de alto impacto. POP con una capa de 1¼8 pulgadas de fibra de vidrio de alta densidad debajo de la tela. Estos son particularmente útiles en las salas de becas o aplicaciones de gimnasio para evitar los cráteres creados por las bolas de baloncesto en las superficies más suaves de fibra de vidrio. Un efecto secundario de la superficie de alto impacto es su absorción mejorada en las frecuencias más bajas, más del doble de la absorción a 125 Hz para un panel de una pulgada.
Tackable. Práctico para el aula de la iglesia, los paneles pegajosos permiten pasadores sin destruir el material acústico subyacente. Por supuesto, demasiados elementos colgantes duros bloquearán el efecto acústico o, por lo menos, erosionarán el rendimiento de alta frecuencia.
Melamina Celular. La alternativa "espuma": un producto espumoso blanco que se ha popularizado como sustrato para paneles acústicos. La melamina celular no debe confundirse con espuma de poliuretano, que está restringida en uso por códigos de incendio. Al seleccionar los colores de la cubierta de la tela, tenga presente que la melamina celular es muy blanca y afectará al color percibido de la tela. También se adapta fácilmente a las curvas, con la capacidad de doblar alrededor de superficies curvas sin la necesidad de "marcar" la superficie posterior.
Paneles con imágenes. Imágenes personalizadas o de archivo impresas en tela acústicamente transparente. Las mejoras recientes en la impresión por computadora y las telas acústicamente transparentes permiten utilizar fotografías de alta resolución además de ilustraciones y gráficos impresos por medios convencionales.
Pared de estiramiento. Los paneles acústicos crudos se montan en la pared, entonces la tela se estira sobre los paneles. Estas instalaciones in situ personalizadas son útiles para cubrir superficies contorneadas o irregulares.
Full, half y quarter-round. Un panel plano hecho para ajustarse a una curva. Mediante la creación de una cavidad de aire atrapado de profundidad variada detrás de un panel de una pulgada, la absorción se extiende bien en las frecuencias bajas. Un fabricante patentó un dispositivo que se puede sintonizar mediante la adición de una membrana sobre la mitad de la superficie. Estos dispositivos son útiles cuando la energía de baja frecuencia es un problema y los paneles de cuatro pulgadas de grosor o más no son prácticos.
Opciones de Sustrato y Tejido
La placa básica de fibra de vidrio proviene de tres proveedores de aislamiento. El tablero puede variar en densidad entre seis y siete libras por pie cúbico y en color: rosado, amarillo o veteado. La densidad de fibra de vidrio puede afectar la estabilidad de los paneles.
El color del sustrato es importante porque puede "teñir" el color de la tela que cubre. Por ejemplo, un sustrato amarillo puede producir una cosecha deseable blanca o totalmente equivocado para una habitación que necesita un blanco tan brillante como el de un anuncio de pasta de dientes. Siempre es mejor obtener una muestra del panel acústico recomendado de antemano. Para evitar que el color del sustrato mejore o descolore el acabado, un panel puede estar envuelto por debajo con un material de rejilla para bloquear el color por debajo del tejido. Los Scrims son generalmente blancos pero están disponibles en negro cuando produce un mejor efecto como con un panel de imagen.
Los paneles acústicos de la pared se pueden hacer generalmente para mezclarse con el interior del santuario usando los 48 colores estándar disponibles a todos los fabricantes del panel. Las telas de encargo se pueden utilizar pero generalmente en el coste adicional. Al elegir telas personalizadas, asegúrese de que son acústicamente transparentes o han conocido propiedades de absorción de sonido propio. También asegúrese de que la tela está hecha de fibras sintéticas por lo que no se verán afectados por la humedad y los cambios de temperatura. Las telas también deben ser visualmente no direccionales: el color y la textura deben aparecer iguales desde todos los ángulos.
Algunos fabricantes fabrican paneles para formas y tamaños personalizados. Una vez más, esto suele implicar costos adicionales. Los paneles se han hecho en las formas de animales salvajes, interiores de la nave espacial, logotipos corporativos, formas del teatro del art déco, y mucho más. Es posible conformar un panel acústico a las curvas de una ventana de iglesia. Sin embargo, como con todo el trabajo personalizado, dibujos precisos y descripciones son esenciales.
La planificación avanzada de la acústica (antes de la construcción) puede ahorrar mucho tiempo, esfuerzo y dinero más tarde. Los paneles acústicos pueden ser parte de una estrategia planificada de control de sonido para un nuevo edificio, o como soluciones a problemas de sonido en salas existentes. Con los principios de acústica bien desarrollados en los últimos 100 años, es posible predecir los resultados acústicos y los costos por adelantado. Hay todas las razones para esperar a hacerlo bien la primera vez.
Nick Colleran es miembro de la Sociedad Acústica de América, ex presidente de la Sociedad de Estudios Profesionales de Grabación de Audio (SPARS) y ex presidente de la Asociación de Servicios de Producción de Virginia (VPSA). Nick está actualmente activo en el diseño acústico para las casas de culto, nuevos productos acústicos y lugares de actuación.
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