1. Atenuación del Sonido en el Aire

En un entorno libre de obstáculos, el sonido se atenúa debido a la dispersión esférica y la absorción del aire. La pérdida de nivel de presión sonora (SPL) con la distancia en un espacio libre se calcula mediante la ecuación de la ley del inverso del cuadrado:

Donde:

• SPLd​ es el nivel de presión sonora a una distancia $d$.
• SPLr es el nivel de presión sonora a la distancia de referencia $r$ (típicamente 1 metro).
• d es la distancia a la que se mide el SPL.
• r es la distancia de referencia.

2. Reflexión y Absorción del Sonido

Cuando el sonido interactúa con superficies en un recinto cerrado, parte de la energía es reflejada y otra parte es absorbida. El coeficiente de absorción (α) de un material se define como:

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Donde:

• Eabsorbida es la energía absorbida por la superficie.
• Eincidente​ es la energía total de la onda sonora antes de impactar la superficie.

Los materiales con α cercano a 1 absorben casi toda la energía (alfombras, paneles acústicos), mientras que aquellos con α bajo reflejan la mayor parte del sonido (hormigón, vidrio).

3. Reverberación en Espacios Cerrados

La reverberación es el resultado de múltiples reflexiones del sonido dentro de un recinto. El tiempo de reverberación (T60) es el tiempo que tarda el sonido en disminuir 60 dB después de cesar la fuente sonora y se calcula con la fórmula de Sabine:

​

Donde:

• V es el volumen del recinto en metros cúbicos.
• A es el área de absorción total del recinto en metros cuadrados.

Un tiempo de reverberación excesivo afecta la inteligibilidad del sonido, mientras que uno demasiado corto reduce la sensación de naturalidad.

4. Difracción y Dispersión del Sonido

La difracción ocurre cuando una onda sonora encuentra un obstáculo y se curva alrededor de él. La difracción depende de la longitud de onda (λ) y el tamaño del obstáculo (D). Si λ es mayor que D, el sonido rodeará el objeto sin atenuación significativa.

La dispersión ocurre cuando el sonido interactúa con superficies irregulares, distribuyéndose en múltiples direcciones. Se usa en acústica para mejorar la difusión en auditorios y estudios de grabación.

5. Cálculo del Retardo en Sistemas de Sonido

Cuando se usan múltiples fuentes de sonido en un sistema de refuerzo sonoro, es necesario aplicar retardos para sincronizar la llegada del sonido. El retardo (t) se calcula con:

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Donde:

• d es la diferencia de distancia entre la fuente primaria y secundaria.
• v es la velocidad del sonido en el aire (aproximadamente 343 m/s a 20°C).

Este ajuste es clave en sistemas de delay towers y front-fills para mantener la coherencia del sonido en todo el recinto.

Aplicación en Diseño de Sistemas de Sonido

• En exteriores, la ley del inverso del cuadrado es crítica para calcular la cobertura adecuada de un sistema de sonido.
• En interiores, la selección de materiales de absorción y la gestión del tiempo de reverberación son fundamentales para evitar problemas de inteligibilidad.
• En grandes recintos, la correcta implementación de retardos y dispersión sonora mejora la uniformidad de la cobertura.

Conclusión

Comprender la propagación del sonido en diferentes entornos permite diseñar y optimizar sistemas de sonido con mayor precisión. Mediante cálculos adecuados de atenuación, reverberación y retardos, es posible garantizar una experiencia auditiva clara y uniforme.