Acústica de aulas de música, cabinas de estudio y salas de ensayo

Una profesora de trompeta pasa seis horas al día en una cabina de 8 m² con paredes de yeso desnudas. Cada alumno toca a pleno pulmón, el sonido rebota por todas partes y, al acabar la jornada, le zumban los oídos. En la cabina de al lado, un estudiante de violín intenta afinar mientras oye la trompeta a través de la puerta. Son los dos problemas de cualquier conservatorio: el acondicionamiento de cada aula y el aislamiento entre ellas.

Escucha un acorde de metales. Tiene mucha energía en todo el espectro, y en un recinto pequeño toda esa energía se queda dentro:

▶ Acorde de Si♭ mayor con timbre brillante, como una sección de metales

Este artículo aplica al aula de música lo que has visto sobre tiempo de reverberación, modos propios y aislamiento.

Cada uso, una acústica

Un conservatorio no es un colegio con pianos. Tiene espacios muy distintos, y cada uno pide algo diferente:

Espacio	Qué se hace	Prioridad acústica	Riesgo típico
Aula teórica	lenguaje musical, armonía, historia	inteligibilidad de la palabra	reverberación excesiva
Cabina de estudio	un músico estudia solo	volumen suficiente, graves controlados, aislamiento	recinto diminuto, modos, nivel muy alto
Aula de instrumento	profesor y alumno	que ambos se oigan con naturalidad	nivel alto para el profesor, horas de exposición
Sala de cámara o conjunto	de 3 a 15 músicos	oírse entre sí, equilibrio	salas pequeñas para el número de músicos
Sala de orquesta o banda	de 30 a 90 músicos	volumen grande y techo alto	niveles muy altos, metales y percusión
Aula de percusión	percusión afinada y no afinada	mucha absorción, también en graves	picos de nivel, ruido de impacto
Aula de canto o coro	voz sola o coral	algo de reverberación, sin ecos	salas demasiado secas o demasiado vivas

El volumen: lo primero

El factor más importante, y el único que no se arregla después, es el volumen. En el campo reverberante de una sala, el nivel de presión sonora que produce un instrumento de potencia acústica $L_W$ es aproximadamente:

$$L_p \approx L_W + 10 \log_{10}\frac{4T}{0{,}161\,V}$$

• $L_p$: nivel de presión sonora en la sala (dB).
• $L_W$: nivel de potencia acústica del instrumento (dB).
• $T$: tiempo de reverberación (s) y $V$, volumen (m³).

Es la fórmula de Sabine vista desde el otro lado: a igual reverberación, cada vez que se duplica el volumen, el nivel baja 3 dB. Con valores típicos:

Recinto	$V$	$T$	$L_p - L_W$
Cabina pequeña	15 m³	0,4 s	−1,8 dB
Aula de instrumento	60 m³	0,6 s	−6,0 dB
Sala de conjunto	200 m³	0,8 s	−10,0 dB
Sala de ensayo grande	500 m³	1,0 s	−13,0 dB

La misma trompeta suena unos 11 dB más fuerte en la cabina de 15 m³ que en la sala de 500 m³, aunque la cabina esté bien tratada. Por eso los espacios para instrumentos potentes y para grupos necesitan volumen, y sobre todo techos altos: la altura aumenta el volumen sin ocupar planta. Existen guías con volúmenes mínimos por músico, como la norma noruega NS 8178 para salas de ensayo, que conviene consultar en un proyecto.

El tiempo de reverberación recomendado

Aquí confluyen dos criterios: la normativa, pensada sobre todo para la palabra, y las recomendaciones para música.

El Código Técnico

En España, el DB-HR del Código Técnico limita la reverberación de las aulas de menos de 350 m³: 0,7 s vacías y sin mobiliario (o 0,5 s contando las butacas), como media de 500, 1000 y 2000 Hz. Es el mismo criterio que se aplica en el ejemplo resuelto del tiempo de reverberación. Para un aula teórica es un buen objetivo.

La norma DIN 18041

La norma alemana DIN 18041 (Hörsamkeit in Räumen, «audibilidad en recintos», edición de 2016) es una de las pocas que distingue usos. Para salas de música, propone un tiempo de reverberación objetivo que crece con el volumen:

$$T_{\text{obj}} = 0{,}45 \log_{10} V + 0{,}07$$

con $T_{\text{obj}}$ en segundos y $V$ en m³, válida entre 30 y 1000 m³ y para la sala ocupada. Para la enseñanza y la palabra propone valores más bajos ($0{,}32 \log_{10} V - 0{,}17$).

Volumen	Música (DIN 18041)	Enseñanza y palabra (DIN 18041)
30 m³	0,73 s	0,30 s
60 m³	0,87 s	0,40 s
200 m³	1,11 s	0,57 s
500 m³	1,28 s	0,69 s
1000 m³	1,42 s	0,79 s

Úsala como orientación, con dos matices. Para instrumentos muy sonoros (metales, percusión, banda) conviene quedarse por debajo de esos valores, porque cada décima de reverberación de más sube el nivel. Y si el aula está sujeta al CTE como aula, manda el CTE. Ambos criterios coinciden en algo importante: la curva debe ser plana en frecuencia, con los graves controlados.

Aislamiento entre cabinas

En un conservatorio, el problema no es el tráfico de la calle, sino el aula de al lado. Un piano en forte produce en su aula del orden de 90 dB; para que el estudiante de la cabina contigua no se distraiga, el nivel que le llega debería estar bastante por debajo de su propio instrumento. Eso exige 50-55 dB de aislamiento real y en los graves, lo que no consigue un tabique ligero sencillo. Cuando el sonido ajeno es claramente audible, además, enmascara parte del propio y dificulta afinar.

El DB-HR trata las aulas como recintos protegidos y exige, en términos generales, al menos 50 dBA de diferencia de niveles entre unidades de uso distintas. Para la música suele ser el mínimo, no el objetivo. En la práctica, los puntos débiles de las cabinas son siempre los mismos:

1. La puerta. Una puerta hueca con holgura bajo la hoja arruina cualquier pared. Hacen falta puertas macizas con juntas perimetrales y una junta automática inferior.
2. El pasillo. Si dos cabinas enfrentadas tienen las puertas alineadas, el sonido sale por una y entra por la otra. Conviene alternarlas.
3. La ventilación. Un conducto común que recorre varias cabinas las comunica como un teléfono. Cada boca debe llevar silenciador.
4. Los caminos laterales. Techos suspendidos continuos por encima de los tabiques, fachadas ligeras o suelos comunes transmiten el sonido y los impactos del piano y del contrabajo.
5. La organización. Separar la percusión y los metales de las cabinas de cuerda o de canto, con almacenes o pasillos de por medio, es la medida de aislamiento más barata.

El riesgo auditivo del profesorado

El alumno toca una hora; el profesor escucha seis u ocho. En España, el Real Decreto 286/2006 sobre la protección de los trabajadores frente al ruido fija el nivel de exposición diario equivalente a 8 horas ($L_{EX,8h}$) y tres umbrales: 80 dBA (valor inferior que da lugar a una acción), 85 dBA (valor superior) y 87 dBA (valor límite, que tiene en cuenta los protectores auditivos). Se aplica también al sector de la música.

El nivel diario se calcula así:

$$L_{EX,8h} = 10 \log_{10}\left(\sum_i \frac{t_i}{8} \, 10^{L_i/10}\right)$$

donde $L_i$ es el nivel equivalente (dBA) de cada actividad y $t_i$ su duración (horas). Como la escala es logarítmica, cada 3 dB más equivalen a doblar la dosis: 85 dBA durante 8 horas es lo mismo que 88 dBA durante 4, o 91 dBA durante 2.

Por ejemplo, un profesor que pasa 3 horas con alumnos de metal a 92 dBA y otras 3 con alumnos de madera a 85 dBA acumula un $L_{EX,8h}$ de unos 88,5 dBA: por encima del valor superior de acción. Lo desarrollamos en salud auditiva de los músicos, y la fisiología del daño, en el oído humano.

Soluciones de bajo coste

No todo exige obra. Con poco presupuesto se puede mejorar mucho un aula:

Problema	Solución barata
Demasiada reverberación	paneles de lana mineral forrados de tela en paredes y techo; cortinas gruesas; alfombras en aulas de cuerda o piano
Graves que retumban	paneles gruesos o bloques de lana mineral en las esquinas; mover el piano y los atriles
Ecos flotantes entre paredes paralelas	un panel absorbente o una estantería llena en una de las dos paredes
El profesor y el alumno no se oyen bien	no tratar solo el techo: repartir absorción y dejar algunas superficies reflectantes cerca de los músicos
Ruido que pasa por la puerta	burletes, junta automática inferior, puerta maciza
Impactos del piano o del contrabajo	apoyos elásticos, plataformas sobre material elástico, alfombras gruesas
Nivel excesivo	horarios que eviten muchas horas seguidas de metales; sordinas de estudio; protectores auditivos

Un piano de pared separado unos 10-20 cm del muro y con un panel absorbente detrás pierde parte de su dureza. Y en un aula de conjunto pequeña, colocar a los músicos de forma que los metales no apunten directamente a otros instrumentistas reduce el nivel que soportan sus compañeros.

Ejercicios

Fuentes y bibliografía

• Carrión Isbert, A. (1998). Diseño acústico de espacios arquitectónicos. Barcelona: Edicions UPC.
• Barron, M. (2010). Auditorium Acoustics and Architectural Design (2.ª ed.). Londres: Spon Press.
• Ministerio de Vivienda (2009). Código Técnico de la Edificación. Documento Básico HR: Protección frente al ruido.
• Real Decreto 286/2006, de 10 de marzo, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición al ruido. BOE n.º 60, de 11 de marzo de 2006.
• DIN 18041:2016. Hörsamkeit in Räumen. Anforderungen, Empfehlungen und Hinweise für die Planung. Berlín: Beuth.
• ANSI/ASA S12.60-2010/Part 1. Acoustical Performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, Part 1: Permanent Schools.
• NS 8178:2014. Acoustic criteria for rooms and spaces for music rehearsal and performance. Standard Norge.