Desvelado el misterio acústico del teatro de Epidauro
Post 28 - 7 de Mayo de 2007 - Categoría: Acústica arquitectónica
Un estudio ha determinado cual fue el elemento clave del diseño del teatro de Epidauro. Símbolo de los teatros griegos y el único teatro del mundo donde las últimas filas, situadas a 70 m, escuchan perfectamente a los actores del escenario.
El estudio revela que las gradas del teatro juegan un papel esencial en la acústica , al menos cuando el teatro no está totalmente lleno de espectadores. Los asientos, que constituyen una superficie acanalada, sirven como un filtro acústico que transmite el sonido que viene del escenario a altas frecuencias y hace de difusor a bajas frecuencias.
Previsión o azar, el teatro de Epidauro fue construido con la forma óptima y con las dimensiones correctas, entendiendo , el uso de superficies acanaladas como filtros en lugar de simples difusores de sonido.
Las gradas proporcionan un efecto difusor , suprimiendo el sonido de frecuencia baja, el componente principal del ruido de fondo, y rompiendo las bajas frecuencias de las voces. Además, las filas de los asientos de piedra, reflejan las altas frecuencias hacia atrás, hacia las audiencias, realzando el sonido.
La investigación ha sido realizada por el experto en acústica y ultrasonido Nico Declercq, profesor en la Academia Woodruff de Ingeniería Mecánica en el Georgia Institute of Technology y por Cindy Dekeyser, una ingeniera fascinada por la historia de la antigua Grecia.
El investigador Nico Declercq inicialmente sospechaba que la pendiente del teatro tenía mucho que ver con dicho efecto, pero descubrió que cuando las voces de los actores subían por las gradas, las frecuencias bajas del discurso iban siendo eliminadas, filtradas en cierta medida. La solución estaba en el modo como el sonido se refleja en las superficies acanaladas o difusoras. Estas pueden filtrar ondas sonoras para acentuar ciertas frecuencias como las arrugas microscópicas sobre un ala de mariposa reflejan las longitudes de onda particulares de luz.
Cuando el equipo de Declercq experimentó con ondas ultrasónicas y simulaciones numéricas de la acústica del teatro, los investigadores descubrieron que las frecuencias hasta 500 hz disminuían, mientras que las frecuencias por encima de ese valor resonaban entre las filas de asientos. La superficie acanalada de los asientos estaba creando un efecto similar al de los paneles difusores.
Interior del Teatro Colón de Buenos Aires. Sus paramentos son llenos de molduras que hacen de difusores del sonido y además son estéticos. Rompen el frente de onda, que les llega, en diferentes frentes de ondas con menos intensidad.
Difusores construidos en madera muy utilizados en salas de grabación.
Observamos como es una superficie acanalada.
Gráfico que muestra la incidencia de una onda al chocar contra una superfície acanalada. No es reflejada en una dirección sino en muchas direcciones, debilitando la onda y haciendo que pierda intensidad. Elimina la onda principal creando miles de ondas inferiores y repartiéndolas en el espacio.
Eliminar las frecuencias bajas quiere decir que estas son menos audibles, tanto si son de la voz hablada como si son del ruido de fondo. Pero no tiene que ser un problema, porque el sistema humano auditivo puede recomponer algunas frecuencias bajas que faltan en el sonido. Los oyentes completan la porción que falta del espectro con un fenómeno conocido como tono virtual o virtual pitch: el cerebro humano reconstruye las frecuencias que necesita para entender el mensaje. Es un fenómeno estudiado por la psicoacústica.
La mayor parte del ruido producido en y alrededor del teatro era probablemente el ruido a baja frecuencia, por ejemplo el crujir de los árboles y los murmullos de los aficionados al teatro. Entonces, si se eliminan las frecuencias bajas, mejora la audibilidad de las voces de los actores, que son ricas en frecuencias medias y altas.
A medida que los constructores fueron colocando las últimas piedras en el magnífico teatro de Epidauro del siglo IV a. de C., no podían saber que, sin desearlo, habían creado un sofisticado filtro acústico. Pero cuando el público en la última fila fue capaz de escuchar la música y las voces con sorprendente claridad, los griegos debieron darse cuenta de que habían hecho algo muy bien, porque después realizaron muchos otros intentos de replicar el diseño de Epidauro, pero nunca con el mismo éxito.
Además tenemos que añadir otros factores, ya conocidos, que también suman a su buena acústica. Es el caso de su ubicación, en una zona con un ruido ambiental extremadamente bajo. Y la suma de las reflexiones que se generan en la plataforma circular, altamente reflectante de piedra, situada entre el escenario y las gradas, denominada orchestra, y las producidas por la pared posterior del escenario. El sonido directo se ve reforzado por la existencia de estas primeras reflexiones (retardo máximo de 50 ms respecto a la llegada del sonido directo). Estos rebotes son muy cercanos en el tiempo y en el espacio, y nuestra capacidad auditiva no es lo suficientemente rápida como para que podamos separar esos sonidos.
La existencia de la primera reflexión generada por la superficie de piedra, produce un incremento de 3 dB en el nivel de presión sonora, ya que dicha energía sonora se dobla.
En los mayores teatros actuales no se suelen sobrepasar los 1.500 espectadores. Epidauro acoge a 14.000 espectadores en 55 filas semicirculares y los oyentes de las últimas filas escuchan perfectamente los diálogos que se pronuncian a 70 metros de distancia. Este fenómeno único ha hecho que muchos consultores acústicos hayan especulado sobre las posibles causas de tan buena acústica. Pocos sospecharon que los propios asientos fueran el secreto de su éxito. Se elaboraron teorías señalando que el viento del lugar (que fluye principalmente desde el escenario hacia la audiencia) era la causa. Otros sospecharon que las máscaras usadas por los actores podían haber actuado como primitivos altavoces. Incluso se especuló con que podía deberse a la cadencia de dicción propia del griego antiguo. Asimismo, teorías más técnicas tomaron en cuenta la pendiente de las filas de asientos.
Aunque muchos teatros modernos mejoren la audibilidad con altavoces, Declercq dice que la idea de filtración todavía podría ser relevante: "En ciertas situaciones como estadios deportivos o teatros al aire libre, creo que la opción de la periodicidad de fila de asiento o de los pasos debajo de las sillas puede ser importante."
Los resultados se detallan en la revista Journal of the Acoustical Society of America del mes de Abril de 2007.