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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E07 - Acústica de Salas y Percepción del Habla
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Sonido directo y reflexiones de sala
La fuente produce presión acústica que alcanza al oyente por dos familias de caminos: una parte llega directamente y otra choca con superficies y objetos antes de llegar. Los caminos reflejados son más largos y producen llegadas posteriores al sonido directo; la diferencia entre ambas contribuciones depende de la geometría de propagación y de los encuentros con superficies.
Grupo 2: Grupo 2: Reflexiones sucesivas y formación del campo difuso
Cada reflexión puede volver a encontrar otra superficie y generar nuevas reflexiones. A medida que se multiplican los rebotes, la presión reflejada llega al oyente desde muchas direcciones y deja de poder asociarse a una superficie particular; el resultado cualitativo es un campo difuso cada vez más uniforme direccionalmente mientras la fuente continúa emitiendo.
Grupo 3: Grupo 3: Absorción, pérdida de energía y reverberación
Cuando la fuente deja de emitir, la presión del campo difuso continúa rebotando pero pierde energía en cada reflexión. Una mayor absorción superficial deja sobrevivir menos energía y acelera el decaimiento; superficies más reflectantes conservan más energía y prolongan la reverberación.
Grupo 4: Grupo 4: Tiempo de reverberación
El tiempo de reverberación cuantifica la velocidad del decaimiento después de apagar la fuente: corresponde al tiempo requerido para que el nivel reverberante caiga 60 dB respecto del nivel inicial de decaimiento. A mayor absorción efectiva, menor tiempo de reverberación; a mayor reflectividad, mayor tiempo de reverberación.
Grupo 5: Grupo 5: Superposición temporal del habla reverberante
Si el tiempo de reverberación es largo, la reverberación de una sílaba persiste cuando llega directamente la sílaba siguiente. La superposición crece cuando el decaimiento es más lento, rellena silencios breves y suaviza cambios rápidos de intensidad que normalmente separan y distinguen las sílabas.
Grupo 6: Grupo 6: Índice de transmisión e inteligibilidad del habla
El índice de transmisión del habla representa cuánto sobreviven las variaciones rápidas de intensidad después de atravesar la sala. Una reverberación que suaviza más esas variaciones reduce el índice y con ello la inteligibilidad; un índice cercano al máximo corresponde a modulaciones de intensidad que llegan casi intactas.
Grupo 7: Grupo 7: Tiempo de reverberación óptimo según uso de sala
El tiempo de reverberación óptimo depende del uso de la sala y del compromiso funcional buscado. Para habla debe ser suficientemente corto para preservar inteligibilidad, mientras que para música puede admitirse un tiempo mayor que enriquezca el sonido; aulas, auditorios de conferencias y salas de conciertos imponen por ello objetivos distintos.
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Grupo 1: Grupo 1: Sonido directo y reflexiones de sala
Descripción
La fuente produce presión acústica que alcanza al oyente por dos familias de caminos: una parte llega directamente y otra choca con superficies y objetos antes de llegar. Los caminos reflejados son más largos y producen llegadas posteriores al sonido directo; la diferencia entre ambas contribuciones depende de la geometría de propagación y de los encuentros con superficies.
Pregunta clave: ¿Cómo llega el sonido al oyente por caminos directos y reflejados?
La fuente produce presión acústica que alcanza al oyente por dos familias de caminos: una parte llega directamente y otra choca con superficies y objetos antes de llegar. Los caminos reflejados son más largos y producen llegadas posteriores al sonido directo; la diferencia entre ambas contribuciones depende de la geometría de propagación y de los encuentros con superficies. El resto de la presión acústica que produce la fuente sonora choca contra las superficies de la sala —paredes, techo, piso y cualquier otro objeto presente— y rebota en distintas direcciones, generando reflexiones que también terminan llegando al oyente, pero por caminos más largos y en momentos distintos al del sonido directo. Cuando una fuente sonora emite sonido dentro de una sala cerrada, parte de la presión acústica que produce llega directamente al oyente, sin tocar ninguna superficie de la sala: a esa parte se le llama el sonido directo. Cada reflexión que rebota en una superficie de la sala vuelve a chocar contra otra superficie de la sala y genera, a su vez, una nueva reflexión, y así sucesivamente, hasta que la presión acústica que produjo originalmente la fuente sonora termina llegando al oyente desde todas las direcciones a la vez, sin que ya se pueda distinguir de qué superficie de la sala vino cada reflexión en particular; a ese estado, en el que la presión acústica reflejada llena la sala de manera pareja en todas direcciones, se le llama campo difuso. Cuando alguien habla dentro de una sala con un tiempo de reverberación largo, la reverberación de una sílaba todavía no ha terminado de decaer cuando llega el sonido directo de la sílaba siguiente, así que ambas se superponen en el tiempo dentro del oído del oyente.
ID:4786
Grupo 2: Grupo 2: Reflexiones sucesivas y formación del campo difuso
Descripción
Cada reflexión puede volver a encontrar otra superficie y generar nuevas reflexiones. A medida que se multiplican los rebotes, la presión reflejada llega al oyente desde muchas direcciones y deja de poder asociarse a una superficie particular; el resultado cualitativo es un campo difuso cada vez más uniforme direccionalmente mientras la fuente continúa emitiendo.
Pregunta clave: ¿Cómo producen las reflexiones sucesivas un campo difuso?
Cada reflexión puede volver a encontrar otra superficie y generar nuevas reflexiones. A medida que se multiplican los rebotes, la presión reflejada llega al oyente desde muchas direcciones y deja de poder asociarse a una superficie particular; el resultado cualitativo es un campo difuso cada vez más uniforme direccionalmente mientras la fuente continúa emitiendo. Cada reflexión que rebota en una superficie de la sala vuelve a chocar contra otra superficie de la sala y genera, a su vez, una nueva reflexión, y así sucesivamente, hasta que la presión acústica que produjo originalmente la fuente sonora termina llegando al oyente desde todas las direcciones a la vez, sin que ya se pueda distinguir de qué superficie de la sala vino cada reflexión en particular; a ese estado, en el que la presión acústica reflejada llena la sala de manera pareja en todas direcciones, se le llama campo difuso. Mientras la fuente sonora sigue emitiendo, el campo difuso se sostiene, pero apenas la fuente sonora deja de emitir, la presión acústica del campo difuso no desaparece de inmediato: sigue rebotando y perdiendo energía de a poco en cada nueva reflexión, un decaimiento gradual al que se le llama reverberación. El resto de la presión acústica que produce la fuente sonora choca contra las superficies de la sala —paredes, techo, piso y cualquier otro objeto presente— y rebota en distintas direcciones, generando reflexiones que también terminan llegando al oyente, pero por caminos más largos y en momentos distintos al del sonido directo.
ID:4787
Grupo 3: Grupo 3: Absorción, pérdida de energía y reverberación
Descripción
Cuando la fuente deja de emitir, la presión del campo difuso continúa rebotando pero pierde energía en cada reflexión. Una mayor absorción superficial deja sobrevivir menos energía y acelera el decaimiento; superficies más reflectantes conservan más energía y prolongan la reverberación.
Pregunta clave: ¿Cómo controlan absorción y reflectividad el decaimiento reverberante?
Cuando la fuente deja de emitir, la presión del campo difuso continúa rebotando pero pierde energía en cada reflexión. Una mayor absorción superficial deja sobrevivir menos energía y acelera el decaimiento; superficies más reflectantes conservan más energía y prolongan la reverberación. Mientras la fuente sonora sigue emitiendo, el campo difuso se sostiene, pero apenas la fuente sonora deja de emitir, la presión acústica del campo difuso no desaparece de inmediato: sigue rebotando y perdiendo energía de a poco en cada nueva reflexión, un decaimiento gradual al que se le llama reverberación. Qué tan rápido decae la reverberación depende de cuánta presión acústica absorben las superficies de la sala en cada reflexión, en vez de devolverla reflejada: cuanto más absorbentes son las superficies de la sala, menos energía sobrevive a cada reflexión y más rápido decae la reverberación, mientras que superficies de la sala muy reflectantes, como el vidrio o el concreto desnudo, dejan que la reverberación decaiga mucho más lento. A la magnitud que describe esa velocidad de decaimiento se le llama el tiempo de reverberación: el tiempo que tarda la reverberación en perder tanta energía que su nivel cae sesenta decibeles por debajo del nivel que tenía justo cuando la fuente sonora dejó de emitir. El resto de la presión acústica que produce la fuente sonora choca contra las superficies de la sala —paredes, techo, piso y cualquier otro objeto presente— y rebota en distintas direcciones, generando reflexiones que también terminan llegando al oyente, pero por caminos más largos y en momentos distintos al del sonido directo.
ID:4788
Grupo 4: Grupo 4: Tiempo de reverberación
Descripción
El tiempo de reverberación cuantifica la velocidad del decaimiento después de apagar la fuente: corresponde al tiempo requerido para que el nivel reverberante caiga 60 dB respecto del nivel inicial de decaimiento. A mayor absorción efectiva, menor tiempo de reverberación; a mayor reflectividad, mayor tiempo de reverberación.
Pregunta clave: ¿Cómo se cuantifica la velocidad del decaimiento reverberante?
El tiempo de reverberación cuantifica la velocidad del decaimiento después de apagar la fuente: corresponde al tiempo requerido para que el nivel reverberante caiga 60 dB respecto del nivel inicial de decaimiento. A mayor absorción efectiva, menor tiempo de reverberación; a mayor reflectividad, mayor tiempo de reverberación. A la magnitud que describe esa velocidad de decaimiento se le llama el tiempo de reverberación: el tiempo que tarda la reverberación en perder tanta energía que su nivel cae sesenta decibeles por debajo del nivel que tenía justo cuando la fuente sonora dejó de emitir. Cuando alguien habla dentro de una sala con un tiempo de reverberación largo, la reverberación de una sílaba todavía no ha terminado de decaer cuando llega el sonido directo de la sílaba siguiente, así que ambas se superponen en el tiempo dentro del oído del oyente. Este mismo modelo permite simular, para distintos usos de una sala —una sala de conciertos, un aula, un auditorio para conferencias—, cuál sería el tiempo de reverberación óptimo: lo bastante corto como para no comprometer la inteligibilidad del habla cuando eso importa, o lo bastante largo como para enriquecer el sonido de la música cuando el uso de la sala lo permite.
ID:4789
Grupo 5: Grupo 5: Superposición temporal del habla reverberante
Descripción
Si el tiempo de reverberación es largo, la reverberación de una sílaba persiste cuando llega directamente la sílaba siguiente. La superposición crece cuando el decaimiento es más lento, rellena silencios breves y suaviza cambios rápidos de intensidad que normalmente separan y distinguen las sílabas.
Pregunta clave: ¿Cómo se superponen temporalmente las sílabas cuando la reverberación es larga?
Si el tiempo de reverberación es largo, la reverberación de una sílaba persiste cuando llega directamente la sílaba siguiente. La superposición crece cuando el decaimiento es más lento, rellena silencios breves y suaviza cambios rápidos de intensidad que normalmente separan y distinguen las sílabas. Esa superposición entre la reverberación de una sílaba y el sonido directo de la siguiente rellena los silencios breves que normalmente separan a las sílabas del habla y suaviza los cambios rápidos de intensidad que distinguen a una sílaba de otra, reduciendo la inteligibilidad del habla de la misma manera en que la reduciría un ruido de fondo, aunque en este caso el propio entorno acústico de la sala es el que genera esa interferencia. Cuando alguien habla dentro de una sala con un tiempo de reverberación largo, la reverberación de una sílaba todavía no ha terminado de decaer cuando llega el sonido directo de la sílaba siguiente, así que ambas se superponen en el tiempo dentro del oído del oyente. Para cuantificar cuánto reduce la reverberación de una sala la inteligibilidad del habla en esa sala, este modelo permite simular el índice de transmisión del habla: una medida de cuánto sobreviven, después de atravesar la sala, las variaciones rápidas de intensidad que caracterizan al habla y que la reverberación tiende a suavizar. Un índice de transmisión del habla cercano al máximo indica que esas variaciones rápidas de intensidad llegan casi intactas al oyente, mientras que un índice de transmisión del habla bajo indica que la reverberación las suavizó tanto que la inteligibilidad del habla se ve afectada.
ID:4790
Grupo 6: Grupo 6: Índice de transmisión e inteligibilidad del habla
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El índice de transmisión del habla representa cuánto sobreviven las variaciones rápidas de intensidad después de atravesar la sala. Una reverberación que suaviza más esas variaciones reduce el índice y con ello la inteligibilidad; un índice cercano al máximo corresponde a modulaciones de intensidad que llegan casi intactas.
Pregunta clave: ¿Cómo se relacionan reverberación, modulaciones de intensidad e inteligibilidad?
El índice de transmisión del habla representa cuánto sobreviven las variaciones rápidas de intensidad después de atravesar la sala. Una reverberación que suaviza más esas variaciones reduce el índice y con ello la inteligibilidad; un índice cercano al máximo corresponde a modulaciones de intensidad que llegan casi intactas. Para cuantificar cuánto reduce la reverberación de una sala la inteligibilidad del habla en esa sala, este modelo permite simular el índice de transmisión del habla: una medida de cuánto sobreviven, después de atravesar la sala, las variaciones rápidas de intensidad que caracterizan al habla y que la reverberación tiende a suavizar. Un índice de transmisión del habla cercano al máximo indica que esas variaciones rápidas de intensidad llegan casi intactas al oyente, mientras que un índice de transmisión del habla bajo indica que la reverberación las suavizó tanto que la inteligibilidad del habla se ve afectada. Esa superposición entre la reverberación de una sílaba y el sonido directo de la siguiente rellena los silencios breves que normalmente separan a las sílabas del habla y suaviza los cambios rápidos de intensidad que distinguen a una sílaba de otra, reduciendo la inteligibilidad del habla de la misma manera en que la reduciría un ruido de fondo, aunque en este caso el propio entorno acústico de la sala es el que genera esa interferencia. Este mismo modelo permite simular, para distintos usos de una sala —una sala de conciertos, un aula, un auditorio para conferencias—, cuál sería el tiempo de reverberación óptimo: lo bastante corto como para no comprometer la inteligibilidad del habla cuando eso importa, o lo bastante largo como para enriquecer el sonido de la música cuando el uso de la sala lo permite.
ID:4791
Grupo 7: Grupo 7: Tiempo de reverberación óptimo según uso de sala
Descripción
El tiempo de reverberación óptimo depende del uso de la sala y del compromiso funcional buscado. Para habla debe ser suficientemente corto para preservar inteligibilidad, mientras que para música puede admitirse un tiempo mayor que enriquezca el sonido; aulas, auditorios de conferencias y salas de conciertos imponen por ello objetivos distintos.
Pregunta clave: ¿Cómo depende el tiempo de reverberación óptimo del uso de la sala?
El tiempo de reverberación óptimo depende del uso de la sala y del compromiso funcional buscado. Para habla debe ser suficientemente corto para preservar inteligibilidad, mientras que para música puede admitirse un tiempo mayor que enriquezca el sonido; aulas, auditorios de conferencias y salas de conciertos imponen por ello objetivos distintos. Este mismo modelo permite simular, para distintos usos de una sala —una sala de conciertos, un aula, un auditorio para conferencias—, cuál sería el tiempo de reverberación óptimo: lo bastante corto como para no comprometer la inteligibilidad del habla cuando eso importa, o lo bastante largo como para enriquecer el sonido de la música cuando el uso de la sala lo permite. Cuando alguien habla dentro de una sala con un tiempo de reverberación largo, la reverberación de una sílaba todavía no ha terminado de decaer cuando llega el sonido directo de la sílaba siguiente, así que ambas se superponen en el tiempo dentro del oído del oyente. Esa superposición entre la reverberación de una sílaba y el sonido directo de la siguiente rellena los silencios breves que normalmente separan a las sílabas del habla y suaviza los cambios rápidos de intensidad que distinguen a una sílaba de otra, reduciendo la inteligibilidad del habla de la misma manera en que la reduciría un ruido de fondo, aunque en este caso el propio entorno acústico de la sala es el que genera esa interferencia. Qué tan rápido decae la reverberación depende de cuánta presión acústica absorben las superficies de la sala en cada reflexión, en vez de devolverla reflejada: cuanto más absorbentes son las superficies de la sala, menos energía sobrevive a cada reflexión y más rápido decae la reverberación, mientras que superficies de la sala muy reflectantes, como el vidrio o el concreto desnudo, dejan que la reverberación decaiga mucho más lento.
ID:4792