Tiempo de reverberación y formula de Sabine
Ya hemos mencionado en otras páginas de este sitio que el Tiempo de Reverberación (o reverberación), también llamado T60, es el parámetro que define la calidad de la respuesta acústica de una sala, y se expresa en segundos.
En otras palabras, la reverberación puede asimilarse parcialmente a los conceptos más conocidos de eco y resonancia; es, en cierto modo, la persistencia sonora de los sonidos emitidos en una habitación cerrada.
Si la persistencia de un sonido (T60) es demasiado larga (piense en un local particularmente resonante), genera un efecto de confusión sonora donde todos los sonidos se superponen y se enredan hasta volverse incomprensibles. Por el contrario, si el tiempo de reverberación es excesivamente corto, los sonidos son demasiado secos o acolchados y no llegan a los oyentes (pero debemos reconocer que este último caso es bastante raro).
Por lo tanto, cada local tiene su propio tiempo de reverberación óptimo, según el uso para el que está destinado.
Detallaremos a continuación el modo de operación para proceder a la corrección acústica de una habitación que tenga un tiempo de reverberación excesivo, generando mucho eco:
- determinar el valor actual del tiempo de reverberación (T60);
- identificar un tiempo de reverberación óptimo de acuerdo con el uso previsto;
- calcular la cantidad y el tipo de material fonoabsorbente que se agregará a las paredes o al techo para lograr los beneficios esperados.
Anteriormente explicamos que el procedimiento más fiable para verificar con precisión el valor actual del Tiempo de Reverberación de una habitación es la medición directa «in situ» con un fonómetro.
Sin embargo, ahora describiremos un método empírico, basado en la fórmula de Sabine, que todos pueden usar para obtener una primera evaluación de las intervenciones necesarias.
De hecho, en el caso de locales con superficies bastante simples y uniformes, el cálculo con la Fórmula de Sabine arroja la mayoría de las veces resultados sorprendentemente precisos.
Fórmula de Sabine
Este método de cálculo se basa en el principio de un campo sonoro difuso y evalúa el tiempo de reverberación gracias a la siguiente fórmula:
Fórmula de Sabine: T60 = 0,161 * (V/A)
En esta fórmula, el valor T60 se expresa en segundos, V indica el volumen de la habitación analizada (expresada en metros cúbicos) y A es lo que se denomina área de absorción acústica equivalente (expresada en metros cuadrados).
El área de absorción acústica equivalente (A), a su vez, se calcula mediante la siguiente fórmula:
A = Σ (αi * si)
Donde (si) es la superficie i-ésima expresada en metros cuadrados y (αi) es el coeficiente de fonoabsorción aparente de esta misma superficie, a una frecuencia dada (en general, 1000 Hz).
El coeficiente de fonoabsorción es una característica de cualquier superficie y, en general, está indicado en las tablas de materiales de construcción o en los certificados de los materiales utilizados para el revestimiento de la habitación.
Estudio de caso: cómo calcular el Tiempo de Reverberación (T60)
Supongamos que tenemos que intervenir en una sala donde la resonancia excesiva crea una confusión generalizada (por ejemplo, un comedor escolar o un gimnasio).
El local tiene un plan de 20 x 8 metros y una altura de 4 metros.
Por lo tanto, este local tiene un volumen total de 640 metros cúbicos, 160 metros cuadrados de suelo, 160 metros cuadrados de techos y 224 metros cuadrados de paredes.
Supongamos nuevamente que este local tiene un piso de gres porcelánico, un material muy resistente generalmente indicado para pisos en espacios públicos, pero que es acústicamente muy reflectante. Por lo tanto, su coeficiente de fonoabsorción α es muy bajo, digamos α = 0.02.
Supongamos que las paredes y el techo están cubiertos con yeso y pintados, por lo que también son altamente reflectantes, con α = 0.05.
Para facilitar el cálculo, no hemos tenido en cuenta las superficies acristaladas (que también son altamente reflectantes).
Recordemos aquí que los valores del coeficiente de fonoabsorción α son identificables en las tablas o en los certificados de los materiales de construcción utilizados, para una frecuencia dada de 1000 Hz.
- El primer paso es determinar el Tiempo de Reverberación (T60) actual mediante la aplicación de la fórmula de Sabine:
T60 = 0,161 * (V / A)
con V = 640 m3
y A = (suelo: 160 m2 * 0,02) + (techo: 160 m2 * 0,05) + (paredes: 224 m2 x 0,05) = 22,4
Obtenemos entonces un T60 igual a 4,6 segundos.
- Supongamos el caso de un comedor, donde queríamos reducir el tiempo de reverberación actual de 4,6 segundos a 1/ 1,2 segundos, que es en nuestra opinión un valor de calidad.
Trataremos entonces de instalar al techo y en las paredes alrededor de 90 m2 de material fonoabsorbente, que disponga de un coeficiente de fonoabsorción α = 0,8:
Ahora recalculamos el área de absorción acústica equivalente:
A = 22,4 + (90 * 0,8) = 94,4
- Volvemos a aplicar la fórmula de Sabine utilizando el área de absorción acústica equivalente A que acabamos de calcular:
T60 = 0,161 * (640 / 94,4) = 1,09 segundos.
Obtenemos así un T60 de 1,09 segundos, lo que se corresponde con el objetivo establecido de mejorar el confort acústico del comedor en cuestión.
En conclusión, con la instalación de paneles fonoabsorbentes con un coeficiente α = 0,8, acabamos de reducir el tiempo de reverberación de 4,6 segundos a 1,09 segundos y al hacerlo, hemos mejorado mucho el confort acústico de los comensales en el comedor.
