Método, dispositivo y sistema para modificar el tiempo de reverberación de una sala.

Uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido para modificar el tiempo de reverberación de unasala;

de tal manera que el (los) dispositivo(s) de absorción de sonido se coloca(n) en un campo de sonido circundante enel seno del aire de la sala, y absorbe(n) energía acústica al menos en una zona de bajas frecuenciaspredeterminadas que tiene un límite de frecuencia superior de aproximadamente 200 Hz;

de modo que el dispositivo de absorción de sonido comprende un cuerpo al menos parcialmente elástico quecontiene una o más cavidades (4, 12, 13), de manera que al menos una porción de la superficie exterior del cuerpoal menos parcialmente elástico está en contacto con dicho campo de sonido circundante, y de forma que dichocuerpo es inflable / extensible durante el suministro de un gas a, o la extracción del gas de, dicha al menos unacavidad (4, 12, 13), respectivamente, por lo que el coeficiente de absorción (a) y/o la frecuencia de resonancia dedicho cuerpo se varía, con lo que se determina el coeficiente de absorción y/o la zona de frecuencias en la quetendrá lugar una absorción máxima.

Método, dispositivo y sistema para modificar el tiempo de reverberación de una sala.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para modificar el tiempo de reverberación de una sala y, en particular, a un método para modificar el tiempo de reverberación de una sala en el intervalo de bajas frecuencias. La presente invención se refiere, además, a dispositivos de absorción del sonido y a sistemas de tales dispositivos que se utilizan para dicha modificación del tiempo de reverberación de una sala. La presente invención se refiere, por lo demás, a una sala provista de tales dispositivos y/o sistemas en virtud de los cuales puede modificarse el tiempo de reverberación de la sala.

Antecedentes de la invención Es bien conocido en la técnica que uno de los parámetros acústicos que afecta la calidad del sonido percibido en una sala de audición, por ejemplo, un salón de conciertos o un auditorio, es el tiempo de reverberación de la sala. Sin embargo, el tiempo de reverberación óptimo difiere para los diversos tipos de música y para el discurso, de manera que los tiempos de reverberación recomendados para las salas en las que se ha de interpretar música clásica están, así, comprendidos en el intervalo entre 1, 5 segundos y 2, 0 segundos, en tanto que las salas para la interpretación de música rítmica tienen tiempos de reverberación recomendados que se encuentran en el intervalo entre 0, 8 segundos y 1.0 segundos. Tiempos de reverberación incluso más cortos pueden resultar beneficiosos para que los auditorios consigan la mejor intelegibilidad posible de los discursos. Por otra parte, el tiempo de reverberación deberá ser, idealmente, casi el mismo a lo largo del intervalo de frecuencias relevante del contenido del programa. Sin embargo, por lo común, el tiempo de reverberación tiende a reducirse en función de la frecuencia, por ejemplo, debido a la absorción del sonido más alta en el aire a las frecuencias elevadas, al incremento de la absorción del sonido en los contornos o límites de la sala a las frecuencias más altas, así como debido a la presencia de personas en la sala. De esta forma, la reverberación a bajas frecuencias tiende a menudo a ser demasiado alta en comparación con la reverberación a frecuencias altas, lo que puede conducir a una reproducción inaceptablemente “estruendosa” o retumbante de los sonidos en la sala, a una pérdida en la percepción de los detalles de la música e incluso a un deterioro de la intelegibilidad del discurso. La Figura 1 muestra el tiempo de reverberación medido en función de la frecuencia para siete salas diferentes que pueden utilizarse para espectáculos en directo o para la reproducción de música. La Figura muestra un tiempo de reverberación promedio T30, por encima de 500 Hz, de aproximadamente 1 segundo, mientras que el promedio a bajas frecuencias se incrementa hasta aproximadamente 1, 5 segundos, a 63 Hz. También se pone de manifiesto por la Figura 1 que existen grandes variaciones en el tiempo de reverberación entre las diferentes salas.

A la vista de lo anterior, existe a menudo la necesidad de medios para modificar el tiempo de reverberación de una sala dada de una manera deseada, y especialmente a bajas frecuencias sería beneficiosa una reducción selectiva del tiempo de reverberación.

Se conocen en la técnica dispositivos para modificar el tiempo de reverberación de una sala de audición. Algunos de estos son eficaces predominantemente a las frecuencias más altas, para las que el tiempo de reverberación puede ser reducido simplemente proporcionando capas delgadas de un material absorbente acústico –por ejemplo, una delgada capa de lana mineral cubierta por una pantalla protectora– en límites o contornos escogidos de la sala. La reducción selectiva del tiempo de reverberación a frecuencias bajas resulta algo más difícil de llevar a cabo, si bien se han venido aplicando de forma satisfactoria durante muchos años diversas implementaciones reales. Deben mencionarse tres implementaciones diferentes de reducción del tiempo de reverberación a bajas frecuencias –las cuales, en cierta medida, funcionan también a frecuencias superiores:

1. Un panel lo suficientemente grueso y de un material absorbente acústico (poroso) traerá consigo la absorción del sonido a bajas frecuencias (así como a frecuencias más altas) siempre y cuando el espesor del panel sea suficientemente grande comparado con la longitud de onda del sonido a la frecuencia más baja a la que se requiere una reducción efectiva del tiempo de reverberación. Ejemplos de materiales aplicables para tales paneles son la fibra de vidrio, la lana mineral y metales sinterizados. Tales paneles pueden ser montados directamente sobre un contorno o disponerse separados del contorno por un espacio de aire, lo que mejorará el comportamiento a bajas frecuencias. Los paneles pueden también disponerse colgados del techo, con lo que se proporciona acceso al panel desde ambos lados. Aparte del espesor requerido, que puede exceder en un metro en el caso de que haya de esperarse una absorción de energía acústica significativa a frecuencias bajas, tales paneles no absorberán selectivamente el sonido a bajas frecuencias sino que, en lugar de eso, exhibirán una absorción del sonido en función de la frecuencia que será prácticamente constante por encima de una frecuencia de límite inferior dada –determinada, entre otras cosas, por el espesor del panel y por las propiedades acústicas del material concreto que se esté utilizando– y se reduce por debajo de esta frecuencia de límite inferior, de manera que no son capaces de proporcionar una reducción a bajas frecuencias selectiva del tiempo de reverberación, como se requiere a menudo.

2. La absorción del sonido a bajas frecuencias puede conseguirse, dentro de una anchura de banda limitada de, por ejemplo, una octava en torno a una frecuencia de resonancia dada, por la aplicación de unos denominados absorbedores de panel o absorbedores de membrana, consistentes básicamente en un armazón o marco rígido configurado para su montaje en una pared u otro contorno de una sala. Por encima

del marco, y a una distancia dada desde dicha pared o contorno, se proporciona un panel delgado y flexible de, por ejemplo, madera contrachapada, que se lleva a vibrar al ser impulsado por el campo de sonido presente en la sala. La masa y la rigidez del panel, junto con la elasticidad del volumen de aire definido por el marco, el panel y el límite o contorno situado por detrás del panel, determinarán la frecuencia de resonancia del absorbedor, y las pérdidas internas determinarán el valor Q del resonador y, por tanto, su anchura de banda. A fin de incrementar la absorción, así como para cambiar el valor Q del absorbedor, puede introducirse un material de amortiguación acústica, tal como lana mineral, dentro de la cavidad contenida en el marco. Como la elasticidad del aire del interior de la cavidad depende del volumen de aire contenido en el absorbedor, la frecuencia de resonancia puede variarse modificando la profundidad del resonador y manteniendo las dimensiones circunferenciales del marco. Un absorbedor más profundo proporciona, de esta forma, una frecuencia de resonancia más baja. Una descripción más rigurosa de estos mecanismos se proporcionará en el compendio de la presente invención.

3. La absorción del sonido a bajas frecuencias puede conseguirse, además, utilizando un denominado resonador de Helmholz, que consiste básicamente en uno o más conductos de paso o tubos de una longitud y un área en sección transversal dadas, de manera que estos uno o más conductos de paso representan una masa acústica, de tal modo que un extremo longitudinal de uno o más conductos de paso está / están acoplados al campo de sonido de la sala, y el otro extremo está acoplado a una cavidad de un volumen dado, que representa una elasticidad acústica esencialmente proporcional al volumen de la cavidad. La combinación particular de masa y elasticidad determina la frecuencia de resonancia del resonador de Helmholz, y las pérdidas internas determinan el valor Q o anchura de banda efectiva del

resonador de Helmholz. En, y en torno a, la frecuencia de resonancia, la impedancia de entrada del resonador será muy baja y el resonador absorberá, por tanto, energía de sonido del campo de sonido circundante, de forma selectiva, dentro de una zona de frecuencias en torno a la frecuencia de resonancia. Como en el caso del absorbedor de panel, puede introducirse material de amortiguación tal como lana mineral en el resonador de Helmholz con el fin de variar el valor Q del mismo. En la práctica, los resonadores de Helmholz son, a menudo, de una forma en cierto modo parecida a los resonadores... [Seguir leyendo]

1. Uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido para modificar el tiempo de reverberación de una sala;

de tal manera que el (los) dispositivo (s) de absorción de sonido se coloca (n) en un campo de sonido circundante en el seno del aire de la sala, y absorbe (n) energía acústica al menos en una zona de bajas frecuencias predeterminadas que tiene un límite de frecuencia superior de aproximadamente 200 Hz;

de modo que el dispositivo de absorción de sonido comprende un cuerpo al menos parcialmente elástico que contiene una o más cavidades (4, 12, 13) , de manera que al menos una porción de la superficie exterior del cuerpo al menos parcialmente elástico está en contacto con dicho campo de sonido circundante, y de forma que dicho cuerpo es inflable / extensible durante el suministro de un gas a, o la extracción del gas de, dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) , respectivamente, por lo que el coeficiente de absorción (α) y/o la frecuencia de resonancia de dicho cuerpo se varía, con lo que se determina el coeficiente de absorción y/o la zona de frecuencias en la que tendrá lugar una absorción máxima.

2. El uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el dispositivo de absorción de sonido está configurado para absorber energía acústica dentro de una zona de frecuencias de entre aproximadamente 63 y 125 Hz, con un coeficiente de absorción (α) máximo de al menos 0, 7 y una anchura de banda utilizable de al menos una octava.

3. El uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha zona de bajas frecuencias es de 50 Hz a 125 Hz.

4. El uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el material de dicho cuerpo al menos parcialmente elástico se escoge de tal manera que existe una coincidencia sustancial de impedancias entre el cuerpo y el campo de sonido circundante, al menos en dicha zona de bajas frecuencias.

5. El uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho gas es suministrado a / extraído de dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) del dispositivo de absorción de sonido a través de una válvula proporcionada en un conducto existente entre dicha al menos una cavidad y una fuente de suministro de ese gas, de tal manera que la válvula está provista de medios para controlar a distancia la válvula.

6. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el cuerpo está provisto, además, de unos medios de fijación (32, 37) destinados a acoplarse con unos medios de fijación correspondientes proporcionados en uno o más dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

7. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual al menos una de dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) del cuerpo al menos parcialmente elástico está provista de material (3) absorbente de sonido, dentro de dicha cavidad.

8. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) del cuerpo al menos parcialmente elástico está provista de medios internos autoinflables / autoexpansibles.

9. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dichos cuerpos están rodeados por una estructura de armazón o marco (8, 15’, 15’’) inflable / expansible y aplastable / compresible para proporcionar la suficiente rigidez y/o la forma deseada y/o la profundidad deseada a dichos cuerpos.

10. El uso de un conjunto de absorción de sonido que comprende al menos un dispositivo de absorción de sonido utilizado para absorber sonido de un campo de sonido circundante en el aire, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, de tal modo que el conjunto de absorción de sonido comprende una estructura de soporte o suspensión (41) provista de unos medios de rodillo (43) sobre los que pueden disponerse como envolvente dichos dispositivos de absorción de sonido y accionar, y unos medios de accionamiento para hacer rotar dichos medios de rodillo (43) .

11. El uso de un conjunto de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual el conjunto de absorción de sonido comprende al menos unos medios de absorción (46) de altas frecuencias soportados en la estructura de soporte o suspensión (41) , en uno o más segundos medios de rodillo (47) sobre los que pueden disponerse como envolvente dichos medios de absorción (46) de altas frecuencias.

12. El uso de un conjunto de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el cual la estructura de soporte o suspensión (41) se ha formado como un alojamiento para dar acomodo a los dispositivos de absorción de bajas y altas frecuencias en un estado inactivo del conjunto.

13. El uso de un conjunto de absorción de sonido de acuerdo con las reivindicaciones 10, 11 o 12, en el que el conjunto está provisto, además, de unos medios para arrollar automáticamente al menos el dispositivo de absorción (42) de bajas frecuencias en caso de incendio.

14. El uso de un conjunto de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual dicho dispositivo de absorción (46) de altas frecuencias es una lámina de tela de un material con la suficiente resistencia al flujo para proporcionar absorción acústica de altas frecuencias.

15. El uso de un dispositivo o dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la frecuencia de resonancia f0, la relación de resistencia acústica μ, el coeficiente de absorción máximo αmax y la anchura de banda de absorción Br del dispositivo de absorción de sonido vienen dados por:

c ρf0 =

(1)

2π md

i

μ= r (2) rs

4μ

α= (3)

max

(1+ μ) 2

Br ρd

= (1+ μ) (4)

f0 m

donde c es la velocidad del sonido, ρ es la densidad del aire dentro de dicha al menos una cavidad, m es la masa por unidad de superficie, d es la profundidad de dicha al menos una cavidad, ri son las pérdidas internas del sistema y rs es la resistencia a la radiación de la membrana.

16. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, para reducir el tiempo de reverberación de la sala de audición al menos dentro de una zona de bajas frecuencias que tiene un límite de frecuencia superior de aproximadamente 200 Hz, desde un tiempo de reverberación dado (T60) hasta un tiempo de reverberación deseado (T60s) .

17. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el área superficial total requerida s de dichos uno o más cuerpos se determina por la ecuación:

c ρf =

(5)

02π md

donde α es el coeficiente de absorción del dispositivo / dispositivos de absorción, V es el volumen de la sala, c es la velocidad del sonido, Ss es la superficie de un espécimen de ensayo, T60s es el tiempo de reverberación en la sala con el espécimen presente y T60 es el tiempo de reverberación de la sala vacía.

18. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual dicha reducción del tiempo de reverberación tiene lugar, de forma predominante, dentro de la zona de bajas frecuencias determinada por una frecuencia de resonancia y la anchura de banda de absorción determinada de acuerdo con la reivindicación 15.

19. El uso de un dispositivo de absorción de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el cuerpo es inflable por el suministro del gas a dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) para llegar a un estado inflado, y aplastable / compresible por la extracción del gas de dicha al menos una cavidad (4, 12, 13) para llegar a un estado desinflado.

20. El uso de un sistema para reducir el tiempo de reverberación de una sala, en el cual el sistema comprende una pluralidad de dispositivos de absorción de sonido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, o/y una pluralidad de conjuntos de absorción de sonido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 14, de tal manera que el sistema comprende, además, unos conductos a través de los cuales puede suministrarse gas desde una fuente de suministro a cada uno de dichos dispositivos o/y conjuntos, ya sea individualmente, ya sea en grupos predeterminados de dichos dispositivos o conjuntos, y extraerse de estos.

21. El uso de un sistema de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual dichos dispositivos o/y conjuntos están provistos de unos medios de válvula para controlar el suministro de gas a / la extracción de gas de dichos dispositivos o conjuntos.

22. El uso de un sistema de acuerdo con la reivindicación 21, en el que dichos medios de válvula son controlables a distancia y en el cual el sistema está provisto, adicionalmente, de un dispositivo de control central para controlar el grado de inflado / extensión de dichos dispositivos o conjuntos.

23. El uso de un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en el cual el sistema comprende, adicionalmente, unos medios para medir el tiempo de reverberación de una sala en la que se ha instalado el sistema.

24. El uso de un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 20 a 23, que comprende, adicionalmente, medios de almacenamiento de datos para almacenar, por ejemplo, tiempos de reverberación medidos y diversos parámetros correspondientes de los dispositivos o/y conjuntos.