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LECCIÓN 44

Acústica de salas: reverberación y SNR

¿Cómo afecta la acústica de una sala a la comprensión del habla? En esta lección vemos el sonido directo y las reflexiones, el tiempo de reverberación (RT60), la relación señal-ruido (SNR), la distancia crítica y los objetivos de acústica para aulas (35 dBA, 0,6 segundos, SNR de al menos +15 dB). También comparamos los enfoques que mejoran la sala y la señal.

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Hola, y bienvenidos a la Academia de Audiología AIHEAR.
En esta lección veremos cómo las salas afectan la comprensión del habla, a través de la reverberación y la relación señal-ruido.
También veremos la distancia crítica y los objetivos acústicos recomendados para las aulas.
En una sala cerrada, la voz de quien habla llega primero al oyente de forma directa, por el camino más corto.
El sonido también choca con las paredes, el techo y el piso, y los sonidos reflejados llegan al oyente un poco después.
Las reflexiones tempranas, que llegan en los primeros cincuenta milisegundos aproximadamente, se funden con el sonido directo y pueden reforzar el habla.
La nube de reflexiones más tardías, que se extinguen gradualmente, se llama reverberación.
La reverberación superpone unos sonidos del habla sobre otros y reduce la inteligibilidad.
El tiempo de reverberación, o RT60, es el tiempo que tarda el nivel sonoro en bajar sesenta decibeles después de que la fuente se detiene.
Una caída de sesenta decibeles significa que la intensidad del sonido se reduce a una millonésima parte.
Según la fórmula de Sabine, el tiempo de reverberación aumenta con el volumen de la sala y disminuye con la absorción sonora total de las superficies.
Las superficies duras, como el concreto, el vidrio y los azulejos, lo alargan; los techos acústicos, las alfombras y las cortinas absorben el sonido y lo acortan.
Puede medirse con el método del ruido interrumpido o registrando la extinción de un impulso; ambos están definidos en normas.
Los tiempos de reverberación varían mucho de un ambiente a otro.
En un aula con acondicionamiento acústico, el tiempo se mantiene en torno a medio segundo.
En aulas sin acondicionar y con superficies duras, a menudo puede superar un segundo.
Las salas de conciertos buscan unos dos segundos para que la música suene plena.
En los grandes templos puede llegar a varios segundos, lo que dificulta entender el habla.
Así, una sala buena para la música puede ser mala para entender el habla.
Para ver el efecto de la reverberación, piensen en una palabra: una vocal intensa permanece un tiempo en la sala después de terminar.
Esta cola cae sobre la consonante débil que sigue y la enmascara.
Como vimos en la banana del habla, las vocales son intensas y las consonantes débiles, así que las consonantes son las que más se pierden.
Como resultado, los límites de las sílabas y los finales de las palabras se vuelven borrosos.
Cuando el ruido y la reverberación se presentan juntos, pueden causar una pérdida mucho mayor que cada uno por separado.
La relación señal-ruido, o SNR, es la diferencia entre el nivel del sonido de interés y el nivel del ruido de fondo.
Por ejemplo, si la voz del docente llega al oído con sesenta y cinco decibeles y el ruido con cincuenta y cinco, la SNR es de más diez decibeles.
Si el ruido es más intenso que el habla, la SNR es negativa.
Como los decibeles son logarítmicos, la diferencia entre dos niveles expresa en realidad la razón entre dos intensidades; de ahí su nombre.
Las mediciones muestran que la SNR en las aulas a menudo queda por debajo del nivel recomendado para el aprendizaje.
Un adulto con audición normal suele entender el habla con comodidad con una SNR positiva.
Esto se debe a que el conocimiento del idioma y el contexto le permiten completar con facilidad los sonidos que faltan.
Los niños todavía están aprendiendo el idioma, así que no pueden completar los sonidos que faltan; necesitan una mejor SNR para el mismo rendimiento.
Las personas con pérdida auditiva también suelen necesitar una SNR claramente más alta para el mismo rendimiento.
Los adultos mayores, quienes aprenden un nuevo idioma y los niños con dificultades de atención o de lenguaje también se ven más afectados por el ruido.
Por eso, para los niños en el aula se recomienda una SNR de al menos más quince decibeles en el oído.
En espacio abierto, duplicar la distancia a la fuente reduce el sonido directo en unos seis decibeles; es la ley del cuadrado inverso.
En una sala cerrada, en cambio, el sonido reverberante tiene aproximadamente el mismo nivel en toda la sala.
Cerca de la fuente domina el sonido directo; al alejarse, el sonido directo se debilita mientras el reverberante se mantiene igual.
La distancia a la que los niveles del sonido directo y del reverberante son iguales se llama distancia crítica.
Más allá de la distancia crítica, el oyente escucha sobre todo sonido reverberante, y la claridad del habla disminuye notablemente.
La distancia crítica aumenta cuanto más grande es la sala y menor la reverberación; en un aula típica es de apenas unos pocos metros.
Se han definido objetivos acústicos para que el habla se entienda bien en las aulas.
La norma estadounidense ANSI S12.60 limita el ruido a 35 dBA y el tiempo de reverberación a 0,6 segundos para un aula vacía de tamaño mediano.
Para las aulas más grandes, el límite de reverberación es de 0,7 segundos.
La Organización Mundial de la Salud también recomienda que el ruido en el aula no supere los 35 dBA y un tiempo de reverberación de unos 0,6 segundos.
La Asociación Estadounidense del Habla, Lenguaje y Audición, o ASHA, añade una SNR de al menos más quince decibeles en el oído del niño.
Otros países tienen pautas similares; en Turquía también existe un reglamento sobre la protección de los edificios contra el ruido.
Sin embargo, se informa que una gran parte de las aulas reales no alcanza estos objetivos.
Hay dos enfoques complementarios para mejorar un aula; el primero es acondicionar la propia sala.
Los techos acústicos, las alfombras y las cortinas acortan el tiempo de reverberación.
Controlar el ruido de las ventanas, la ventilación y los pasillos reduce el ruido de fondo.
Acondicionar la sala beneficia a todos los estudiantes de la clase.
El segundo enfoque es mejorar la señal.
Los sistemas de micrófono remoto, que envían la voz del docente desde un micrófono que lleva puesto directamente al dispositivo del estudiante, mejoran claramente la SNR.
También pueden usarse sistemas de campo libre, que distribuyen la voz de forma pareja mediante altavoces colocados en la sala.
Sentarse donde el estudiante pueda ver la cara del docente, dentro de la distancia crítica, es también una medida simple pero eficaz.
Estos enfoques deben considerarse en conjunto, no como sustitutos uno del otro.
Las salas de evaluación que se usan para la audiometría también se diseñan especialmente para tener poco ruido de fondo y un tiempo de reverberación corto.
Los micrófonos direccionales de los audífonos pueden mejorar algo la SNR al dar prioridad al habla que llega de frente.
Pero como el sonido reverberante llega desde todas las direcciones, los dispositivos no pueden eliminar por completo el efecto de la reverberación.
En la orientación se explican estrategias simples, como sentarse lejos de la fuente de ruido y donde se vea la cara de quien habla.
Un consejo de la clínica: cuando un paciente refiere dificultad para entender en el ruido, pregunten en detalle por los entornos en los que le cuesta.
El tamaño de la sala, la dureza de las superficies, la distancia al hablante y de dónde viene el ruido aportan pistas útiles.
Reducir a la mitad la distancia al hablante sube el sonido directo en unos seis decibeles y mejora la SNR dentro de la distancia crítica.
Estos cambios simples pueden marcar una clara diferencia en la vida diaria, con independencia de los ajustes del dispositivo.
El tiempo de reverberación es el tiempo que tarda el nivel en bajar sesenta decibeles después de que el sonido se detiene.
La relación señal-ruido es la diferencia entre los niveles del habla y del ruido; los niños y las personas con pérdida auditiva necesitan una mejor relación.
Más allá de la distancia crítica, el sonido reverberante se vuelve dominante y la claridad del habla disminuye.
Para las aulas, los objetivos son 35 dBA de ruido de fondo, un tiempo de reverberación de 0,6 segundos y una SNR de al menos más quince decibeles.
Pon a prueba lo aprendido: ¿cuál es el objetivo de tiempo de reverberación para un aula vacía de tamaño mediano?
La respuesta correcta es la B: 0,6 segundos.
Una reverberación más larga hace que las colas de las vocales enmascaren las consonantes y vuelve borrosa el habla.
En la próxima lección seguiremos la vía auditiva central desde la cóclea hasta la corteza, estación por estación.
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