Hay varios factores que debemos considerar al colocar los altavoces para conseguir un sonido y rendimiento óptimos. Esta serie de cuatro partes tiene como objetivo hablar de los problemas que pueden surgir, y ofrecer consejos útiles y prácticos para lograr un sonido magnífico en cualquier espacio.
Mientras que en la primera parte hablábamos sobre los espacios de radiación de los altavoces y del refuerzo de graves que esos espacios pueden generar, así como del fenómeno de cancelación de la pared posterior, en esta parte nos centraremos en los desafíos que entraña la acústica de los espacios, en la “ley de la inversa del cuadrado” y en la “distancia crítica”.
La importancia del tamaño y la acústica del espacio
Hablemos un poco sobre la acústica de los espacios. En primer lugar, los espacios pequeños no suelen ser adecuados para reproducir altos niveles de volumen, ya que suelen generar resonancias desde las frecuencias medias a las medias-graves debido a que el tamaño físico de la sala coincide con las longitudes de ondas de las frecuencias medias correspondientes. En estas salas, se debe evitar colocar los altavoces cerca de esquinas o a media altura entre el suelo y el techo. Además, hay que asegurarse de que el nivel general de reproducción de las frecuencias graves no sea excesivo.
Por otro lado, los espacios grandes suelen producir fuertes campos reverberantes, lo que puede derivar en la pérdida de la inteligibilidad y claridad sonora, así como en una reproducción de frecuencias graves poco definida. En dichos espacios, se debe dar prioridad a los sistemas de altavoces distribuidos a lo largo de la sala (como los sistemas de sonido que envían el sonido a varios altavoces en lugar de a unos pocos) para limitar la estimulación del campo reverberante todo lo que sea posible.
También hay que recordar que los sonidos de frecuencias graves, que tienen longitudes de onda largas y omnidireccionales, son lo suficientemente potentes como para hacer que vibren los bloques de concreto, las paredes y el techo. La vibración de estas estructuras se conoce como “resonancia diafragmática” y suele afectar a la definición percibida de las frecuencias graves. Esas resonancias viajan de manera muy eficiente a través de las estructuras del edificio y, por este motivo, se pueden oír o sentir en la mayor parte de las construcciones, aunque estés muy lejos del sistema de megafonía. Si no se puede hacer nada para remediar este fenómeno de transmisión, habrá que tener cuidado con el nivel de graves del sistema de megafonía y valorar si sería apropiado utilizar o no un subwoofer cardioide.
El término «cardioide» hace referencia al patrón de cobertura en forma de corazón de un dispositivo de audio; en nuestro caso, un subwoofer. Una disposición de subwoofer cardioide utiliza transductores de proyección frontal y trasera, y gracias a un uso inteligente de la separación, el retardo y la polaridad, se produce una cancelación de la energía de proyección trasera detrás del subwoofer, al mismo tiempo que se aumenta la energía de proyección frontal. Si observamos un subwoofer KS212C de QSC o dos subwoofers activos KS118 colocados juntos en configuración cardioide, su patrón de radiación tendrá 15 dB más de salida en la parte frontal respecto a la posterior. Esta cancelación deseada en la parte posterior del subwoofer puede ayudar a minimizar la cantidad de frecuencias graves que se irradian detrás del subwoofer y a reducir la energía que podría recorrer la estructura del edificio.
Superficies con reflexión acústica
La acústica de los espacios juega un papel fundamental en el sonido de un sistema de megafonía. En general, es raro encontrar salas que estén “muertas” acústicamente o que tengan un sonido muy apagado. Por el contrario, es bastante normal encontrar espacios altamente reverberantes, con grandes superficies que reflejan el sonido y que proyectan primeros rebotes no deseados al público, lo que perjudica la calidad del sonido.
Por ello, antes de colocar el sistema de megafonía, hay que tener muy en cuenta la dirección y el tipo de superficie de las paredes a las que apuntan los altavoces. Hay que intentar evitar los grandes ventanales, las superficies de cristal, las paredes con piedras o azulejos, las superficies de concreto, etc. Por el contrario, hay que procurar colocar el sistema de megafonía de tal manera que proyecte el sonido hacia paredes que tengan muebles, estanterías, sofás, cortinas, paños, etc. El objetivo es intentar minimizar (o absorber parcialmente) la energía de las primeras reflexiones que rebotan desde las paredes hacia el sistema de megafonía.
Aplicación de la ley inversa del cuadrado
Ahora, veamos cómo la intensidad del sonido se comporta según la distancia. La ley inversa del cuadrado establece que, en un entorno controlado en interiores, el sonido directo disminuye su intensidad un 50 % (-6 dB) cada vez que duplica su distancia de la fuente (ver Imagen 1). En un espacio grande, donde el público está lejos del escenario y del sistema de megafonía, la disminución de volumen puede ser bastante importante. Por dicho motivo, este tipo de espacios suele contar con altavoces de retardo o fills, que complementan al sistema de megafonía principal y aseguran una cobertura apropiada en todo el público.
A continuación, veremos un uso interesante de esta ley. Definamos “a” como la primera distancia o punto más cercano que cubre cada altavoz, y “b”, como el punto más lejano que cubren dichos altavoces. Si el objetivo es obtener una cobertura consistente en todo el público sin que haya más de 6 dB de diferencia entre los puntos con menor y mayor volumen en el público, habrá que colocar y orientar los altavoces de forma adecuada. La fórmula que habrá que seguir es que el doble de la distancia de “a” debe ser siempre mayor o igual a “b” (2a ≥ b). Veremos cómo implementar este principio en un ejemplo práctico en el siguiente artículo (Parte 3).
La distancia crítica
Otro principio acústico interesante es la denominada distancia crítica, que se define como la distancia desde la fuente de sonido en la que se igualan las energías del sonido directo y del sonido reverberante. Para ser más precisos, el campo reverberante del sonido de una fuente se define como la parte del campo de sonido que irradia la fuente y que ha experimentado al menos un rebote desde un extremo de la sala. Si diferentes superficies producen diferentes tipos de rebotes, absorciones y transmisiones de ondas de sonido incidentes, entonces, cuanto más reverberante sea la sala, más cerca estará la distancia crítica de la fuente de sonido. Por el contrario, cuanto más sonido absorba una sala, más lejos estará la distancia crítica de la fuente de sonido.
En un buen diseño acústico, la distancia crítica debe estar lo más lejos posible de la fuente de sonido, y la reverberación resultante debe ser mínima y uniforme en todas las frecuencias. El sonido directo de los altavoces disminuye de volumen debido a la distancia (ley inversa del cuadrado), mientras que la reverberación se distribuye constantemente a través de la sala. Debido a que el sonido sigue saliendo de los altavoces, la reverberación se sigue acumulando hasta que el nuevo sonido iguala al sonido absorbido.
La inteligibilidad se pierde cuando el sonido reverberante supera en 12 dB o más al sonido directo. Una de las formas más sencillas de identificar la distancia crítica es reproduciendo música con un rango completo por el sistema de sonido, y caminando por el espacio. Es sorprendentemente fácil ubicar la distancia crítica de esta manera. También es posible repetir este ejercicio con varios altavoces.
Por tanto, en cualquier sala donde se usen altavoces, se podrá ubicar la distancia crítica. Si es posible elegir la posición del público, hay que intentar designar siempre una zona que se corresponda con el campo de sonido directo y no el lugar donde está la distancia crítica de la sala. Si el público se sitúa en el campo reverberante de la sala, percibirá el sonido con mala calidad.
Conclusión
Tras hablar sobre cómo interactúan los altavoces con las superficies colindantes y el espacio donde se irradia el sonido en la parte 1, además de comentar los desafíos acústicos y cómo se propaga el sonido según la distancia en la parte 2, el próximo artículo se centrará exclusivamente en la colocación de los altavoces. De este modo, seguiremos con el objetivo de lograr una claridad y cobertura óptimas en cualquier espacio y para todo el público. Es para no perdérselo.