Un mapa de audibilidad que muestra la inteligibilidad que sería experimentada por un oyente en cada parte de un espacio con mucho eco. Fuente: EPSRC
Teatros, salas de concierto y grandes auditorios han sido tradicionalmente los destinatarios más habituales de los estudios sobre acústica. Sin embargo ahora un grupo de investigadores de la Universidad de Cardiff ha dirigido su mirada a los pequeños espacios cerrados con el objetivo de tratar de mejorar la percepción del sonido en su interior, según un comunicado publicado por EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council).
Con la financiación del EPSRC, este equipo ha creado un software que dibuja un mapa de sonido que puede servir de herramienta a los arquitectos para que diseñen habitaciones acústicamente perfectas. Estos planos muestran los puntos conflictivos donde las conversaciones no serían inteligibles si el espacio estuviera ocupado. Conociendo la ubicación exacta de las zonas de difícil audición, los arquitectos podrán ajustar sus diseños a la realidad espacial para reducir la reverberación hasta que los puntos conflictivos sean eliminados y la audibilidad maximizada.
Muchos espacios cerrados, como cafeterías y oficinas, están mal concebidos desde un punto de vista acústico porque tienden a producir un exceso de reverberación del sonido. Es decir, su diseño facilita que las ondas sonoras se prolonguen en el tiempo aun cuando el sonido original ya se haya extinguido. Este problema puede ser consecuencia de múltiples factores, como techos bajos o el uso de materiales que no absorben el sonido. Al modelar esas salas en la fase de diseño, sería posible determinar exactamente cómo se podría reducir la reverberación.
Matemáticas y anatomía
El trabajo de los investigadores estadounidenses no sólo es especial por el tratamiento que hace de los pequeños espacios interiores, sino también porque ha conseguido producir resultados mucho más rápido que otros software acústicos. La clave del éxito reside en la ecuación matemática que lo sostiene.
Está fórmula se basa a su vez en el funcionamiento del oído humano. El sistema auditivo humano es binaural por naturaleza, es decir, se sirve de los dos oídos para percibir el sonido. Esta particularidad permite que podamos, entre otras cosas, escuchar y entender una conversación en entornos ruidosos. Cuando una señal, como una voz o una melodía, se mezcla con ruido ambiente, el sistema binaural permite que las pequeñas diferencias de tiempo entre las señales que llegan a ambos oídos y los desniveles de los dos canales se utilicen para mejorar nuestra capacidad de descodificar la información.
Los investigadores han formulado la ecuación a partir de un estudio de campo en el que han observado cómo la gente percibe el sonido a través de ambos oídos mientras se desplaza por habitaciones ocupadas por otras personas y cómo las fuentes de ruido afectan a su audición. Con estos datos, el software puede predecir con precisión la calidad acústica en cada punto de un espacio interior.
Una vez que el arquitecto visualiza el diseño del espacio en la pantalla de su ordenador, podrá ejecutar este nuevo software que comenzará por pedirle que especifique la ubicación de las principales fuentes de ruido en la habitación. Su respuesta genera automáticamente un mapa de audibilidad, que permite al arquitecto cambiar las dimensiones de la habitación, su forma y los materiales a utilizar, hasta que sean eliminados los puntos de difícil audición. Esto significa que las habitaciones podrían ser diseñadas a medida para adaptarse a los efectos del ruido.
Con la financiación del EPSRC, este equipo ha creado un software que dibuja un mapa de sonido que puede servir de herramienta a los arquitectos para que diseñen habitaciones acústicamente perfectas. Estos planos muestran los puntos conflictivos donde las conversaciones no serían inteligibles si el espacio estuviera ocupado. Conociendo la ubicación exacta de las zonas de difícil audición, los arquitectos podrán ajustar sus diseños a la realidad espacial para reducir la reverberación hasta que los puntos conflictivos sean eliminados y la audibilidad maximizada.
Muchos espacios cerrados, como cafeterías y oficinas, están mal concebidos desde un punto de vista acústico porque tienden a producir un exceso de reverberación del sonido. Es decir, su diseño facilita que las ondas sonoras se prolonguen en el tiempo aun cuando el sonido original ya se haya extinguido. Este problema puede ser consecuencia de múltiples factores, como techos bajos o el uso de materiales que no absorben el sonido. Al modelar esas salas en la fase de diseño, sería posible determinar exactamente cómo se podría reducir la reverberación.
Matemáticas y anatomía
El trabajo de los investigadores estadounidenses no sólo es especial por el tratamiento que hace de los pequeños espacios interiores, sino también porque ha conseguido producir resultados mucho más rápido que otros software acústicos. La clave del éxito reside en la ecuación matemática que lo sostiene.
Está fórmula se basa a su vez en el funcionamiento del oído humano. El sistema auditivo humano es binaural por naturaleza, es decir, se sirve de los dos oídos para percibir el sonido. Esta particularidad permite que podamos, entre otras cosas, escuchar y entender una conversación en entornos ruidosos. Cuando una señal, como una voz o una melodía, se mezcla con ruido ambiente, el sistema binaural permite que las pequeñas diferencias de tiempo entre las señales que llegan a ambos oídos y los desniveles de los dos canales se utilicen para mejorar nuestra capacidad de descodificar la información.
Los investigadores han formulado la ecuación a partir de un estudio de campo en el que han observado cómo la gente percibe el sonido a través de ambos oídos mientras se desplaza por habitaciones ocupadas por otras personas y cómo las fuentes de ruido afectan a su audición. Con estos datos, el software puede predecir con precisión la calidad acústica en cada punto de un espacio interior.
Una vez que el arquitecto visualiza el diseño del espacio en la pantalla de su ordenador, podrá ejecutar este nuevo software que comenzará por pedirle que especifique la ubicación de las principales fuentes de ruido en la habitación. Su respuesta genera automáticamente un mapa de audibilidad, que permite al arquitecto cambiar las dimensiones de la habitación, su forma y los materiales a utilizar, hasta que sean eliminados los puntos de difícil audición. Esto significa que las habitaciones podrían ser diseñadas a medida para adaptarse a los efectos del ruido.
Desde oficinas a audífonos
Las aplicaciones prácticas de esta nueva investigación pasan por el diseño de espacios con fines sociales, como oficinas y cafeterías. En palabras del líder del proyecto, el profesor John Culling, “se ha hecho mucho trabajo para entender la acústica en los lugares utilizados para las grandes representaciones, pero poco para mejorar la acústica del día a día de los lugares de reunión, a pesar de que esto nos ayudaría a todos en nuestra vida laboral y social".
Sin embargo, también puede resultar vital para mejorar la audibilidad de áreas más extensas donde, ante situaciones de emergencia, una correcta percepción del sonido puede contribuir a salvar vidas, como ocurre en las salas de espera del ferrocarril y del aeropuerto.
Además, la investigación contribuirá al futuro desarrollo de audífonos e implantes cocleares (aparatos electrónicos que se colocan en el oído interno durante una cirugía, diseñados para ayudar a pacientes con sordera neurosensorial severa a profunda, que obtienen muy poco o ningún beneficio de los audífonos convencionales).
El nuevo software está destinado a utilizarse conjuntamente con otros programas de ordenador usados en el diseño de espacios interiores. Ahora el siguiente paso es comercializar la tecnología, como apunta el profesor Culling: "Nuestro objetivo es identificar y trabajar con una compañía de software que nos ayude a desarrollar el sistema y llevarlo al mercado. Esperamos que esté listo para usarlo en los próximos 12 meses".
Las aplicaciones prácticas de esta nueva investigación pasan por el diseño de espacios con fines sociales, como oficinas y cafeterías. En palabras del líder del proyecto, el profesor John Culling, “se ha hecho mucho trabajo para entender la acústica en los lugares utilizados para las grandes representaciones, pero poco para mejorar la acústica del día a día de los lugares de reunión, a pesar de que esto nos ayudaría a todos en nuestra vida laboral y social".
Sin embargo, también puede resultar vital para mejorar la audibilidad de áreas más extensas donde, ante situaciones de emergencia, una correcta percepción del sonido puede contribuir a salvar vidas, como ocurre en las salas de espera del ferrocarril y del aeropuerto.
Además, la investigación contribuirá al futuro desarrollo de audífonos e implantes cocleares (aparatos electrónicos que se colocan en el oído interno durante una cirugía, diseñados para ayudar a pacientes con sordera neurosensorial severa a profunda, que obtienen muy poco o ningún beneficio de los audífonos convencionales).
El nuevo software está destinado a utilizarse conjuntamente con otros programas de ordenador usados en el diseño de espacios interiores. Ahora el siguiente paso es comercializar la tecnología, como apunta el profesor Culling: "Nuestro objetivo es identificar y trabajar con una compañía de software que nos ayude a desarrollar el sistema y llevarlo al mercado. Esperamos que esté listo para usarlo en los próximos 12 meses".