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Cuando el sonido diseña nuestra estructura

Quienes hayan seguido mis post desde hace tiempo se habrán dado cuenta que me gusta encontrar condicionantes funcionales de la obra que implican una forma en concreto de la estructura. Hoy le toca a un condicionante que a más de uno le sorprenderá: el sonido.

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Fuente: Wikipedia, autor: Joseolgon

Para recapitular, os pongo un cuadro resumen de los artículos en los que hablo del tema, señalando el condicionante, la forma especial de la estructura y el post:

Condicionante

Forma

Post en el que hablamos

Turbulencia de un flujo Curva Jukovski Jukovski, una curva interesante para usar en una estructura
Erosión por flujo Curva Creager Creager, otra curva interesante para usar en una estructura
Peso propio de la estructura Estructura antifunicular Gaudí, el funicular de cargas y un software para calcular en 3d
El Sol Orientación y ciertas dimensiones de la estructura ¿Puede el Sol condicionar la forma de una estructura?
Peso propio y viento Curvas exponenciales ¿Por qué la Torre Eiffel tiene la forma que tiene?
Sobrecargas de uso y peso propio Estructura isotensional o antifunicular Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento de Sergio Musmeci

Cómo podréis apreciar, hablar de todo esto es casi salirse del concepto puro de cálculo de estructuras en sí y entrar en el concepto de diseño funcional. Unas veces, esta delgada línea que divide estos dos conceptos es mas clara que otras. Pero a veces, como el caso que os cantaba de la Torre Eiffel o de las estructuras antifuniculares, la línea es más difusa y, por qué no, “permeable”.

En el post de hoy vamos a ofreceros un ejemplo más de un condicionante, cuando menos, tan singular como los que os venimos contando. Cuando el sonido diseña nuestra estructura: sala de conciertos.

Cuando se diseña una sala de conciertos, el principal objetivo es conseguir la mejor calidad acústica del sonido. Realmente, no existen formulas magistrales que permitan garantizar un mínimo de calidad y además, en un sentido estricto, cada tipo de música requiere un recinto con unas características acústicas específicas y diferenciadas.

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Sin embargo, intentaremos dar un patrón en la búsqueda de un diseño cercano al óptimo y veremos cómos los resultados influyen en la estructura que debe contenerla. Para ello definiremos antes un par de conceptos sobre acústica:

Por un lado veamos el concepto de Tiempo de Reverberación, RT, que se define como el tiempo que transcurre desde que el foco emisor de sonido se detiene hasta que la presión sonora decae 60 dB. En principio, este tiempo depende de la frecuencia del sonido y por tanto el tipo de música:

tipo-de-musica-y-reverberacion

Por otro lado, está la Sonoridad, G, que se define como la diferencia entre el nivel de presión sonora producido por una fuente omnidireccional en un determinado punto de una sala y el nivel de presión sonora producido por la misma fuente situada en campo libre y medido a una distancia de 10 m. Este valor se recomienda que esté entre 4 y 5,5 dB.

Pues bien, estos dos parámetros, Tiempo de Reverberación, RT, y Sonoridad, G, están estrechamente ligados con el Volumen, V, en metros cúbicos, de la sala y con la Superficie Total,  ST,  (la zona ocupada por la orquesta, zona ocupada por el coro y zona ocupada por las sillas mas franjas de 0,5 m alrededor de los bloques que forma las sillas) con la siguiente gráfica y fórmula:

rt-v-y-g

f1

Y si queréis deducir el número de asientos, N, posibles en la superficie total obtenida, podéis suponer que:

f2

Para que os hagáis una idea, de forma orientativa, para cada asiento en nuestra sala de concierto, son necesarios unos 0,5m² de superficie y, lo mas significante, del orden de 10 m³ de volumen de sala.

Como ejemplo, para una sala de conciertos de música sinfónica, RT= 2 s, con un índice de sonoridad aceptable de G= 4 dB, necesitaríamos un volumen de sala de 21000 m³ con una superficie para sillas, coro y orquesta de 1450 m², lo que supone unos 2100 asientos. Ahora pensad en recoger esa superficie y volumen en un recinto sin pilas y vigas de por medio y os daréis cuenta de la envergadura de exigencia para vuestra estructura.

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Sala principal de conciertos ópera de Sydney. Fuente Wikipedia

 

No es de extrañar que actualmente el cálculo de salas de conciertos o teatros modernos sea contemplado como todo un desafió estructural.

Es más, a veces se ha utilizado el pretexto del diseño de una sala de concierto para presentar nuevas soluciones estructurales con formas vanguardistas. Algunos con mas éxito que otros…

Sala de Conciertos de Tenerife. Fuente Wikipedia. Autor: Diego Delso

Sala de Conciertos de Tenerife. Fuente Wikipedia. Autor: Diego Delso

Espero que os haya resultado interesante.

Fuente: Diseño acústico de espacios arquitectónicos. Antoni Carrión Isbert. Edicions UPC.

 


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

2 Responses to Cuando el sonido diseña nuestra estructura

  1. Anónimo dice:

    Buenos días.
    Quisiera saber que consideraciones adicionales debo prever para construcciones cercanas a canteras donde se realizan explosiones?
    Muchas gracias.

    • Hola!
      Pues creo que no hay prescripción alguna sobre el tema. Mas bien habrá una zona de exclusión cerca a la cantera donde no puedas construir. Y si se trata de instalaciones dentro de la cantera supongo que habrá que tener cuidado con las ventanas, pero con el resto de las estructuras no creo que haya que tener especial reparo.
      A ver si alguno de los lectores puede ampliar mi respuesta.
      Un saludo!

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