Tiempo de reverberación RT.
Con el fin de poder cuantificar la reverberación de un recinto, se define el tiempo de reverberación (de forma abreviada RT) a una frecuencia determinada como el tiempo (en segundos) que transcurre desde que el foco emisor se detiene hasta el momento en que el nivel de presión sonora SPL cae 60 dB con respecto a su valor inicial.
Un recinto con un RT grande se denomina "vivo" (nave industrial, iglesia, etc.), mientras que si el RT es pequeño recibe el nombre de recinto "apagado" o "sordo" (locutorio, estudio de grabación, etc.). Ambas denominaciones coinciden con las que se han proporcionado en este apartado lo cual es lógico habida cuenta de que el nivel de campo reverberante aumenta con el tiempo de reverberación.
Por lo general, el RT varía con la frecuencia, tendiendo a disminuir a medida que ésta aumenta. Ello es debido, en parte, a las características de mayor absorción con la frecuencia de los materiales comúnmente empleados como revestimientos, así como a la absorción del aire, especialmente manifiesta en recintos grandes y a altas frecuencias.
Valores recomendados del tiempo de reverberación.
Habitualmente, cuando se establece un único valor recomendado de RT para un recinto dado, se suele hacer referencia al obtenido como media aritmética de los valores correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1kHz. Se representa por RTmid. En general, el valor más adecuado de RTmid depende tanto del volumen del recinto como de la actividad a la que se haya previsto destinarlo.
Por ejemplo, cuando se trata de salas destinadas a la palabra, es conveniente que los valores de RT sean bajos, con objeto de conseguir una buena inteligibilidad, mientras que en el caso de salas de conciertos son recomendables unos valores apreciablemente más elevados a fin de que la audición musical resulte óptima.
En la tabla se dan los márgenes de valores recomendados de RTmid para diferentes tipos de salas en el supuesto de que estén ocupadas.
Cálculo del tiempo de reverberación.
Si bien existe un gran número de fórmulas para el cálculo teórico del RT, la fórmula clásica por excelencia, y aceptada como de referencia a nivel internacional por su sencillez de cálculo, es la denominada fórmula de Sabine.
La correspondiente expresión matemática, obtenida aplicando la teoría acústica estadística y despreciando el efecto de la absorción producida por el aire, es la siguiente:
El grado de absorción del sonido de un material cualquiera se representa mediante el llamado coeficiente de absorción. Se define como la relación entre la energía absorbida por dicho material y la energía incidente sobre el mismo:
Sus valores están comprendidos entre 0 (correspondiente a un material totalmente reflectante) y 1 (caso de absorción total). El valor del coeficiente de absorción está directamente relacionado con las propiedades físicas del material y varía con la frecuencia.
En cuanto a la denominada absorción A de un material cualquiera, ésta se obtiene como resultado de multiplicar su coeficiente de absorción por su superficie S. La unidad de absorción es el sabin (1 sabin corresponde a la absorción de 1m2).
Finalmente, y debido a que un recinto está constituido por distintas superficies recubiertas de materiales diversos, se define la absorción total Atot como la suma de todas y cada una de las absorciones individuales, es decir:
A partir de A tot es posible calcular el coeficiente medio de absorción dividiendo la absorción total A tot por la superficie total del recinto St:
Con todo lo anterior, el tiempo de reverberación se puede expresar como sigue:
Según se observa, el RT calculado a cada frecuencia de interés mediante dicha fórmula no tiene en cuenta la ubicación del receptor, es decir, es único para cada recinto. Ello es consecuencia de que la misma surge exclusivamente de la aplicación de la acústica estadística.
Por otra parte es preciso comentar que, a pesar de la utilización universal de esta fórmula, su validez se circunscribe al caso de recintos con las siguientes características:
El RT resulta ser un parámetro fundamental en el diseño acústico de recintos. Ahora bien, en la práctica se utilizan una serie de parámetros complementarios que, por estar fundamentados en la acústica geométrica, dependen de la situación del receptor.
La optimización de todos ellos en la fase de diseño permite garantizar con un elevado grado de fiabilidad la obtención de una acústica adecuada, una vez construido el recinto.
Medida del tiempo de reverberación.
El RT se calcula a partir de la curva de decaimiento energético, medida en un punto cualquiera de una sala.
Dicha curva se puede obtener como respuesta a la emisión de un sonido intenso y breve, o bien más modernamente, mediante técnicas TDS o MLS , en cuyo caso se denomina ETC.
La obtención del RT a cada frecuencia de interés, a partir de la correspondiente curva ETC, no se lleva a cabo directamente por simple observación del tiempo que transcurre hasta que el nivel disminuye 60 dB. Ello es debido a que dicha curva presenta irregularidades, a pesar de que su decaimiento asintótico es efectivamente en forma de línea recta.
El motivo de la aparición de dichas irregularidades es que en ningún recinto real existe un campo sonoro perfectamente difuso. Teóricamente, sería necesario repetir la medida de la curva ETC un número infinito de veces para, posteriormente, obtener una curva promedio exenta ya de irregularidades.
En la práctica, la determinación del RT se realiza aplicando el método de Schroeder. Dicho investigador demostró matemáticamente que la curva promedio anterior se puede obtener de forma totalmente equivalente a base de integrar (sumar) todas las contribuciones energéticas asociadas a una única curva ETC, desde un instante de tiempo infinito (en la práctica, habitualmente entre 1 y 3 segundos) hasta el instante inicial.
A título de ejemplo, en la figura se muestra una curva ETC, la curva obtenida a partir de la integración temporal de la ETC y el valor del RT calculado a partir de esta última (margen superior derecho).
En la práctica, nunca es posible observar una caída de 60 dB, por falta de margen dinámico. En consecuencia, es el usuario quien fija los instantes inicial y final, a partir de los cuales el sistema de medida calcula automáticamente el RT.
En el ejemplo anterior, se han fijado unos márgenes tales que la disminución de nivel es de 20 dB, ya que corresponde al tramo más recto de la curva. En este caso, el RT se obtiene multiplicando por 3 el tiempo asociado a dicha disminución.
Finalmente, conviene señalar que la manera práctica de obtener el valor del RT representativo de una sala, a cada de frecuencia de trabajo, consiste en promediar los valores medidos en diferentes puntos de la misma (habitualmente entre 10 y 15 puntos, según su volumen).