viernes, 7 de mayo de 2010
Acústica de salas: tratamientos mediante elementos difusores
Estos tratamientos consisten fundamentalmente en la dispersión o redistribución de la energía sonora en la sala, de manera que el campo reverberante se percibe dentro de una zona por igual desde todas las direcciones del espacio.
Su principal ventaja frente a los tratamientos mediante materiales absorbentes reside en que no se pierde energía sonora, manteniéndose la sensación acústica envolvente aumentando el grado de impresión espacial.
Existen múltiples tipos de difusores acústicos construidos en base a secuencias matemáticas predefinidas basadas en la teoría de números desarrollada por el matemático alemán Manfredo Schroeder.
Los difusores de diseñan para rangos de frecuencias determinados, los cuales condicionan sus dimensiones.
Entre los principales tipos de difusores acústicos destacan los siguientes modelos:
- Difusores MLS: formados por superficies dentadas formadas sobre una base lisa reflectante.
- Difusores QRD unidimensionales: son los más utilizados, consisten en un conjunto de ranuras longitudinales de igual ancho y longitud y diferente profundidad.
- Difusores QRD bidimensionales: son una generalización de los unidimensionales con el objetivo de obtener una óptima difusión del sonido incidente en todas las direcciones del espacio.
- Cuando la sala ha sido construida mediante elementos absorbentes como alfombras, cortinas o revestimientos acústicos para el techo los difusores acústicos ayudan mejor a controlar las reflexiones de los cerramientos laterales que el aumento de la absorción de la sala.
- Una manera sencilla de crear un difusor acústico es mediante estanterías en las que se dispongan libros de diferentes tamaños.
- Al instalar sistemas de Home Cinema lo más adecuado es instalar el elementos difusor en la pared trasera de la sala enfocando los altavoces de surround hacia él con un ángulo de 45º (como se muestra en la siguiente figura).
- La configuración más recomendable para sistema de Home Cinema es la de emplear revestimientos de materiales absorbentes sobre los cerramientos entre la los altavoces frontales y la posición del oyente, situando los elementos difusores en la parte trasera de la sala con el objeto de redistribuir las ondas reflejadas.
miércoles, 5 de mayo de 2010
Acústica de salas: introducción
Generalmente pensamos que los altavoces de nuestro equipo de música o de nuestro Home Cinema son el elemento más importante a la hora de producir sensaciones auditivas cuando disfrutamos de una canción o de una película. En la realidad hay muchos factores adicionales que condicionan el sonido que llega hasta nuestros oídos.
Así el sonido que llega a nuestros oídos en una sala es una mezcla del sonido directo percibido directamente desde los altavoces y del sonido indirecto reflejado por las paredes, el suelo, el techo hasta alcanzar nuestros oídos.
Los sonidos reflejados tienen un lado positivo y otro negativo. Por el lado positivo el sonido se percibe con más fuerza dando una mayo sensación de plenitud.
Por la parte negativa las reflexiones es que distorsionan el sonido, anulando ciertas notas y haciendo que otras suenen más fuertes. Así la calidad tonal del sonido se puede ver afectada provocando que ciertos instrumentos cuyas notas suenan en un determinado rango de frecuencias queden oscurecidos frente a otros.
Por todas estas razones la sala es el verdadero componente final del sistema, y como cualquier otro componente del sistema debe tenerse en cuenta a la hora de mejorar la calidad del sonido.
Los tres conceptos básicos a la hora de hablar del acondicionamiento acústico de salas son: reflexión, absorción y difusión. El sonido reflejado es necesario para que la música y el habla suenen de forma más natural, pero en exceso puede afectar a la inteligibilidad de un discurso o a la calidad del sonido percibido. Por tanto estas reflexiones deben ser controladas bien mediante elementos absorbentes o mediante elementos difusivos.
El tratamiento acústico de salas puede resultar tan simple como instalar cortinas frente a las ventanas o alfombras en el suelo o más complejo mediante el tratamiento de la sala mediante materiales especialmente diseñados que modifiquen su respuesta.
Acústica de salas: reflexión
Las reflexiones en el interior de una sala son importantes debido a que influyen de manera notable en nuestra percepción del sonido.
El oído humano es increíblemente sensible a la hora de localizar la posición de la fuente sonora que percibe. Generalmente somos capaces de localizar la ubicación de un altavoz en la sala con los ojos cerrados. El cerebro humano emplea las diferencias de tiempo entre el sonido directo y el reflejado para realizar esta operación. Cuanto más reflexiones incontroladas se producen en una sala más le cuesta al cerebro humano localizar la fuente sonora.
Pero el oído humano no es perfecto, así los sonidos reflejados que percibimos en un intervalo de tiempo suficientemente corto desde la percepción del sonido directo son interpretados por nuestro cerebro como parte del sonido directo aumentando la sensación de volumen y amplitud.
Es un efecto parecido al que hace que la vista perciba como un movimiento continuo un conjunto de imágenes reproducidas a gran velocidad.
Pero también hay una serie de efectos negativos de las reflexiones que pueden afectar a la calidad acústica de la sala.
En primer lugar consideraremos aquéllas determinadas por las dimensiones de la sala.
Ondas estacionarias y modos propios de la sala
Las ondas estacionarias son un efecto producido por la disposición de dos superficies reflectivas paralelas (como lo son las paredes, suelos y techos de la mayor parte de habitaciones de una casa). Estas ondas estacionarias distorsionan las frecuencias bajas (por debajo de los 300 Hz).
La consecuencia de este efecto es la falta de uniformidad en el nivel de presión sonora en los distintos puntos de la sala.
Este efecto podemos experimentando escuchando música con fuerte contenido en bajas frecuencias como puede ser la música de órgano. Si nos situamos cerca de las paredes y de los rincones de la sala percibiremos de manera mucho más clara las bajas frecuencias.
A las frecuencias en las que ocurren estos efectos se las denomina modos propios de la sala y pueden calcularse de manera sencilla como:
Debe evitarse que las relaciones entre las dimensiones principales de la sala vengan dadas por números enteros, evitándose especialmente las formas cúbicas.
Cuanto más pequeña es la sala más modos propios presenta.
Los techos altos e inclinados tienden a dispersar los modos propios de las superficies techo-suelo.
Las ondas estacionarias son más fuertes cerca de las paredes y en los rincones por lo que es recomendable evitar estos puntos a la hora de ubicar el punto donde se encontrará el receptor.
Acústica de salas: controlar la reflexiones mediante materiales absorbentes
La absorción acústica es una propiedad que tienen ciertos materiales de transformar la energía acústica en otras formas de energía (ver materiales absorbentes).
Esta propiedad puede ser aprovechada a la hora de eliminar las reflexiones no deseadas. Así la aplicación de de paneles absorbentes sobre las distintas superficies de la sala es el método más empleado para conseguir este objetivo.
Las espumas de poliuretano y las lanas minerales son los materiales que suelen emplearse a la hora de fabricar los paneles absorbentes.
Consejos sobre tratamientos mediante materiales absorbentes
A pesar de que los tratamientos mediante materiales absorbentes son muy efectivos en los rangos de frecuencias medias y altas no solucionan todos los problemas acústicos de una sala, pudiendo incluso introducir nuevos problemas si no son aplicados adecuadamente. El objetivo debe ser conseguir un equilibrio entre la absorción de energías a bajas y altas frecuencias. Normalmente las bajas frecuencias son las más complicadas de absorber.
Algunos aspectos a tener en cuenta sobre la absorción acústica son los siguientes:
- Se debe considerar la aplicación de un amplio abanico de materiales absorbentes informándose previamente sobre sus coeficientes de absorción a las distintas frecuencias.
- Las superficies acristaladas es recomendable que sean cubiertas con cortinas.
- No se deben tratar todas las superficies de la sala, normalmente existen unos puntos clave a tratar.
Así otra alternativa a a hora de tratar acústicamente una sala son los tratamientos mediante difusores acústicos