El incendio del 15 de abril que devastó el techo de la catedral de Notre Dame de Paris, de 850 años de antigüedad, dejó a muchas personas en todo el mundo preguntándose si es posible reconstruirlo de una manera que pueda recrear la compleja acústica característica del ícono cultural.

Otras catedrales pueden parecer tener una acústica similar, pero no hay dos iguales en la forma en que el sonido se eleva y reverbera en el interior. Una miríada de matices y detalles son únicos, muchos de los cuales probablemente cambiarán a lo largo de los siglos a medida que evolucionen los muebles y las renovaciones.

Hace seis años, el 24 de abril 2013, Brian FG Katz, miembro de la Acoustical Society of America y director de investigación del CNRS en Sorbonne Université, y sus colegas obtuvieron mediciones detalladas de la acústica del espacio principal dentro de Notre Dame.

Esas mediciones y los métodos que usó su equipo para obtenerlas se detallaron en varias publicaciones de la publicación insignia de la ASA, los Revista de la Sociedad Americana de Acústica , y uno de los estudiantes de Katz presentará parte del trabajo a finales de este mes en la 177a Reunión de la Sociedad Acústica de América en Louisville, Kentucky.

Estas medidas tienen un nuevo significado ahora, Katz dijo. Documentan las condiciones acústicas de la catedral antes del incendio y pueden utilizarse durante su restauración. Está disponible para responder preguntas de los periodistas sobre el trabajo y la reconstrucción de la compleja acústica de Notre Dame.

"La acústica de los espacios de culto ha sido durante mucho tiempo un tema de interés y es un área de estudio activa en este momento, ", dijo Katz." Acústica dentro de iglesias y lugares de culto, en general, varían mucho con las prácticas religiosas asociadas. Algunos enfatizan la inteligibilidad de la palabra hablada, mientras que otros se centran en los aspectos rituales y la naturaleza musical. Un gran órgano de iglesia por ejemplo, tocado dentro de una habitación seca adecuada para el habla puede sonar más como un acordeón, sin el efecto de mezcla de reverberación de la acústica ".

Cómo capturaron la acústica de Notre Dame

"La práctica básica de medir la acústica de las habitaciones es común en todos los espacios, ", Dijo Katz." No usamos ningún protocolo catedralicio especial. Pero por el largo tiempo de reverberación y el considerable volumen, tuvimos que trabajar para conseguir que nuestro nivel de señal a ruido alcanzara un nivel adecuado ".

Las mediciones se realizaron utilizando una colección de omnidireccionales, 3-D (ambisónico de primer orden), y micrófonos de cabeza simulada (binaurales). Varios altavoces dodecaedro estaban situados en posiciones clave dentro de la catedral, que representan las posiciones típicas de la fuente o las posiciones de medición de una serie de mediciones realizadas por el mismo laboratorio en 1987.

"También incluimos varios estallidos de globos como salvaguardia, muy consciente de sus limitaciones acústicas, "Katz dijo. Ese trabajo se publicó en 2011 en JASA (ver asa.scitation.org/doi/10.1121/1.3518780).

Los investigadores utilizan principalmente hardware de audio profesional porque a menudo proporciona una mejor relación señal / ruido y la instalación es más fácil que los equipos de medición de laboratorio.

"Tecnicamente hablando, utilizamos una señal sinusoidal de barrido exponencial de 20 segundos, o chip, y desconvolución para obtener la respuesta al impulso de la sala. Esta respuesta, o la firma acústica, para cada par de fuente / receptor, en efecto, caracteriza cómo la sala transforma el sonido de la fuente al receptor, "Katz dijo." Una vez configurado, las mediciones tomaron un poco más de una hora y principalmente involucraron el movimiento de micrófonos ".

Obtener acceso a sitios icónicos como Notre Dame siempre es difícil, y el tiempo en el interior para registrar las mediciones siempre pasa rápido. "Una ventaja de este espacio es el piso relativamente plano, lo que nos permitió tener la mayoría de nuestro equipo en un carro que se puede rodar por el pasillo, ", Dijo Katz." Esto está en marcado contraste con cuando hacemos mediciones dentro de salas de conciertos con diferentes niveles y balcones ".

"Energía reverberante":el sonido completo de Notre Dame

Con un tiempo de reverberación de 6 segundos a frecuencias medias, Katz describe el sonido de Notre Dame como "tan completo como puedas imaginar, con la energía reverberante que viene de todos lados. Mientras te mueves dentro del espacio, la acústica varía debido a los cambios en la altura del techo, por ejemplo. Esto es muy notable y se puede escuchar en nuestro ejemplo de simulación en línea mientras viaja por la catedral ".

De las mediciones y otra documentación que pudieron obtener en Notre Dame, Katz y sus colegas crearon un modelo de sala acústica geométrica y lo calibraron a los parámetros acústicos de las respuestas medidas utilizando CATT-Acoustics (www.catt.se), un software de simulación numérica utilizado por consultores acústicos. Ese trabajo se publicó en JASA en 2016 (ver asa.scitation.org/doi/10.1121/1.4971422).

"Con este modelo, simulamos nuevas respuestas de impulso de sala que corresponden a una configuración de orquesta de una sesión de grabación de micrófono cerrado realizada dentro de la catedral por el Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris (CNSMDP), una facultad de música y danza, ", Explicó Katz." Al enviar estas grabaciones a las posiciones de fuente adecuadas en el modelo, pudimos recrear la interpretación acústica de este concierto, lo que permitió al oyente moverse dentro de la catedral para explorar y experimentar la compleja acústica de este gran e histórico espacio ".

Para estas simulaciones, "El gran tamaño y el largo tiempo de reverberación de la catedral significan tiempos de cálculo más largos, respuestas de impulso más largas, tiempos de procesamiento más largos, y más requisitos computacionales, ", Agregó Katz." Estas demandas fueron mucho más allá de lo que experimentamos con otros sitios, y pequeñas fluctuaciones en la temperatura del aire dieron como resultado una desalineación de las respuestas de impulso. Esta, Sucesivamente, resultó en tiempos de reverberación artificialmente reducidos para mediciones promediadas, así que desarrollamos un método para corregirlo que también se puede utilizar como una forma de medir pequeños cambios en la temperatura media ".

Juega hacia adelante:la reconstrucción de Notre Dame

¿Cómo pueden ayudar las mediciones acústicas de Katz en la reconstrucción de la catedral de Notre Dame? Primero, la existencia de documentación acústica de la catedral es un gran beneficio.

"Puede ayudar durante los trabajos de renovación al considerar cómo el impacto de cualquier elección podría cambiar la acústica, como la elección de materiales, ", Dijo Katz." Aún no está claro en qué estado se encuentran los acabados interiores, pero los paneles de madera y las pinturas dentro de la catedral no son en absoluto insignificantes cuando se trata de acústica. En comparación con la estructura de piedra en bruto, estos pequeños elementos actúan como posible absorción y difusión acústica y pueden tener impactos significativos en la acústica resultante ".

El segundo beneficio es la reconstrucción virtual, que esencialmente proporciona una forma para que la gente escuche actuaciones dentro de la acústica "perdida". "Esto podría ser a través de trabajar con el CNSMDP para procesar la grabación completa del concierto del que presentamos un extracto en YouTube, o para procesar otras grabaciones realizadas con el mismo procedimiento. Este enfoque también se puede utilizar para escuchar "nuevas" actuaciones dentro de la catedral que nunca ocurrieron allí, lo que permite que incluso las actuaciones en vivo se transmitan como un concierto dentro de la Notre Dame virtual. Estos podrían ser de interés durante la reconstrucción, mientras que el edificio es inaccesible para el público ".