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En acústica arquitectónica , la difusión es la distribución uniforme de la energía sonora en un entorno determinado. Un espacio sonoro perfectamente difusivo es aquel en el que el tiempo de reverberación es el mismo en cualquier posición de escucha. La mayoría de los espacios interiores no son difusivos; el tiempo de reverberación varía considerablemente en diferentes puntos de la sala. A bajas frecuencias, presentan resonancias prominentes denominadas modos de sala .
Difusor
Los difusores se utilizan para tratar las aberraciones sonoras, como los ecos, en las salas. Son una excelente alternativa o complemento a la absorción acústica, ya que no eliminan la energía sonora, sino que reducen eficazmente los ecos y las reflexiones, manteniendo al mismo tiempo un espacio con un sonido natural. En comparación con una superficie reflectante, que provoca que la mayor parte de la energía se refleje en un ángulo igual al de incidencia, un difusor irradia la energía sonora en múltiples direcciones, creando así un espacio acústico más difuso . También es importante que un difusor disperse las reflexiones tanto en el tiempo como en el espacio. Si bien los difusores pueden contribuir a la difusión del sonido, en muchos casos no se utilizan por este motivo; se emplean con mayor frecuencia para eliminar la coloración y los ecos.
El rendimiento de un difusor se describe mediante dos magnitudes distintas. El coeficiente de dispersión expresa la fracción de energía reflejada que se dispersa fuera de la dirección especular, mientras que el coeficiente de difusión expresa la uniformidad con la que se distribuye la energía reflejada en el espacio. Estas dos medidas no son intercambiables, y los métodos de medición estandarizados se definen en las normas ISO 17497-1 (coeficiente de dispersión) e ISO 17497-2 (coeficiente de difusión). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Los difusores se presentan en diversas formas y materiales. El nacimiento de los difusores modernos estuvo marcado por la invención de los difusores basados en la teoría de números por parte de Manfred R. Schroeders en la década de 1970. La idea surgió durante una conferencia impartida por André Weil en Gotinga en 1977 , titulada «Sumas de Gauss y residuos cuadráticos» , con motivo del bicentenario del nacimiento de Gauss. [ 4 ]
Difusores de secuencia de longitud máxima
Los difusores basados en la secuencia de longitud máxima (MLS) están compuestos por tiras de material de dos profundidades diferentes. La disposición de estas tiras sigue una MLS. El ancho de las tiras es menor o igual a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia en la que se desea el máximo efecto de dispersión. Idealmente, se colocan pequeñas paredes verticales entre las tiras inferiores, lo que mejora el efecto de dispersión en caso de incidencia tangencial del sonido. El ancho de banda de estos dispositivos es bastante limitado; a una octava por encima de la frecuencia de diseño, la eficiencia del difusor disminuye hasta ser comparable a la de una superficie plana.
Difusores de residuo cuadrático
Los difusores basados en MLS son superiores a los difusores geométricos en muchos aspectos, pero tienen un ancho de banda limitado. El nuevo objetivo era encontrar una nueva geometría de superficie que combinara las excelentes características de difusión de los diseños MLS con un ancho de banda mayor. Se descubrió un nuevo diseño, denominado difusor de residuo cuadrático . [ 5 ] Hoy en día, el difusor de residuo cuadrático, o difusor de Schroeder, sigue siendo ampliamente utilizado. Los difusores de residuo cuadrático pueden diseñarse para difundir el sonido en una o dos direcciones.
Difusores de raíz primitiva
Los difusores de raíz primitiva se basan en una secuencia teórica de números basada en raíces primitivas . Si bien producen una muesca en la respuesta de dispersión, en realidad esta muesca abarca un ancho de banda demasiado estrecho para ser útil. En términos de rendimiento, son muy similares a los difusores de residuo cuadrático. [ 6 ] [ 7 ]
Difusores optimizados
Mediante la optimización numérica, es posible aumentar el número de diseños teóricos, especialmente para difusores con un número reducido de pozos por período. Pero la gran ventaja de la optimización es que permite utilizar formas arbitrarias que se integran mejor con las formas arquitectónicas.
Difusores bidimensionales ("hemisféricos")
Diseñados, como la mayoría de los difusores, para crear "un gran sonido en una habitación pequeña", a diferencia de otros difusores, los difusores bidimensionales dispersan el sonido en un patrón hemisférico. Esto se logra mediante la creación de una cuadrícula, cuyas cavidades tienen pozos de profundidad variable, según la suma matricial de dos secuencias cuadráticas iguales o proporcionales a las de un difusor regular. [ 8 ] Estos difusores son muy útiles para controlar la dirección de la difusión, especialmente en estudios y salas de control. [ 9 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Cox, Trevor J.; D'Antonio, Peter (2017). Absorbedores y difusores acústicos: teoría, diseño y aplicación (3.ª ed.). CRC Press.
- ↑ Organización Internacional de Normalización (2004). ISO 17497-1:2004 Acústica — Propiedades de dispersión del sonido de las superficies — Parte 1: Medición del coeficiente de dispersión de incidencia aleatoria en una sala reverberante . Ginebra: ISO.
- ↑ Organización Internacional de Normalización (2012). ISO 17497-2:2012 Acústica — Propiedades de dispersión del sonido de las superficies — Parte 2: Medición del coeficiente de difusión direccional en un campo libre . Ginebra: ISO.
- ↑ Xiang, Ning; Sessler, Gerhard M., eds. (2015). "20: Bell Laboratories". Acústica, información y comunicación: volumen conmemorativo en honor a Manfred R. Schroeder . Cham: Springer International Publishing. pág. 396. doi : 10.1007/978-3-319-05660-9 . ISBN 978-3-319-05659-3.
- ↑ MR Schroeder (abril de 1979). "Disimilitud binaural y techos óptimos para salas de conciertos: mayor difusión lateral del sonido". J. Acoust. Soc. Am . 65 (4): 958– 963. Bibcode : 1979ASAJ...65..958S . doi : 10.1121/1.382601 .
- ↑ Eliot Feldman (julio de 1995). "Una rejilla de reflexión que anula la reflexión especular: un cono de silencio". The Journal of the Acoustical Society of America . 98 (1): 623– 634. Bibcode : 1995ASAJ...98..623F . doi : 10.1121/1.413656 .
- ↑ Walker, R. "El diseño y la aplicación de elementos difusores acústicos modulares" (PDF) . Departamento de Investigación de la BBC . Consultado el 25 de marzo de 2019 .
- ↑ Strube, Hans Werner (1981). "Más sobre la teoría de la difracción de los difusores de Schroeder". The Journal of the Acoustical Society of America . 70 (2). Acoustical Society of America (ASA): 633– 635. doi : 10.1121/1.386757 . ISSN 0001-4966 .
- ↑ "Los efectos de los difusores 2D en la difusión del sonido" (en dari). PF.
Lecturas adicionales
- TJ Cox y P. D'Antonio, Absorbedores y difusores acústicos: teoría, diseño y aplicación . Prensa patrocinada.
- MR Schroeder , Teoría de números en la ciencia y la comunicación , Springer-Verlag , 1984; véanse especialmente las secciones 15.8 y 26.6.
- Acústica
- Efectos de audio
