Acústica de salas
La sala también suena: modos, reflexiones, reverberación y colocación de los altavoces
El mismo altavoz suena completamente distinto en dos habitaciones. Por debajo de unos 200 Hz, la sala puede cambiar el nivel de graves entre 10 y 20 dB según dónde esté el altavoz y dónde te sientes. Eso es más de lo que puede estropear un filtro mal diseñado. Por eso Loudsmith tiene una herramienta Sala independiente. Aquí explicamos qué calcula y por qué.
Qué introduces
- Las dimensiones de la sala: el ancho (la pared detrás de los altavoces), el largo y la altura del techo.
- El tiempo de reverberación T60, es decir, el tiempo que tarda el sonido en caer 60 dB después de cortar la fuente. Un salón típico tiene entre 0,4 y 0,6 s; una sala vacía con suelo duro, incluso más de 0,8 s.
- La colocación: la distancia a la pared trasera del altavoz y a la pared lateral, la altura del soporte, la distancia del oyente a la pared posterior y la altura de los oídos.
- Opcionalmente, una zona de escucha si solo escuchas en una parte de una sala grande, un rango para el ancho de la base estéreo y una posición de escucha fija.
La aplicación toma de tu diseño las dimensiones de la caja y la altura de los drivers. También sabe si se trata de un altavoz convencional o de un dipolo (bafle abierto), que se comporta de forma distinta en la sala.
Dos regiones: modos y campo difuso
La acústica de las salas pequeñas se divide en dos regiones, cuyo límite es la frecuencia de Schroeder:
fS = 2000 · √(T60 / V)
donde V es el volumen de la sala en m³. Para una habitación de 4 × 6 × 2,6 m con una reverberación de 0,45 s, sale aproximadamente 170 Hz.
Por debajo de esta frecuencia, la sala es un resonador. Entre las paredes paralelas se forman ondas estacionarias, los llamados modos. Los más fuertes son los modos axiales entre dos paredes:
f = n · c / (2 · L), para n = 1, 2, 3…
Con un largo de 6 m, eso da 29, 57, 86 Hz, y así sucesivamente. Además de los axiales hay modos tangenciales y oblicuos. Cada modo tiene máximos en unos puntos y nulos en otros. Por eso los graves pueden duplicarse en un sitio y casi desaparecer medio metro más allá. Loudsmith suma la contribución de todos los modos hasta aproximadamente el doble de la frecuencia de Schroeder (como mínimo 250 Hz). En el altavoz tiene en cuenta la posición del woofer y, en el punto de escucha, la posición de la cabeza.
Por encima de la frecuencia de Schroeder hay tantos modos que se funden en un campo reverberante uniforme. Ahí la aplicación trabaja con el sonido directo del altavoz y la reverberación difusa, según el método de Siegfried Linkwitz.
Distancia crítica
Cerca del altavoz predomina el sonido directo; más lejos, el reflejado. El límite es la distancia de reverberación (crítica):
rc = 0,1 · √(G · V / (π · T60))
G es la directividad de la fuente: 1 para un altavoz convencional, 3 para un dipolo. El dipolo radia menos hacia los lados y por eso su distancia crítica es unas 1,7 veces mayor. Si te sientas a más del triple de rc, oyes sobre todo la sala y la imagen estéreo se difumina.
Reflexiones que crean cancelaciones
El sonido reflejado llega al oído con retraso. A la frecuencia en la que va retrasado media longitud de onda, se resta del sonido directo y aparece una cancelación. La aplicación calcula las tres reflexiones más importantes a partir de la diferencia de recorrido entre el sonido directo y el reflejado:
- Pared detrás del altavoz. Cancelación en f = c / (4 · d), donde d es la distancia del driver a la pared. A 1 m son 86 Hz. Cerca de la pared, la cancelación sube por encima de la banda del woofer, por lo que también ayuda colocar el altavoz pegado a la pared.
- Pared lateral. Una reflexión con menos de 3 ms de retraso se funde con el sonido directo y emborrona la imagen. A partir de 6 ms es inofensiva.
- Suelo. La reflexión en el suelo entre el altavoz y el oyente. Si la cancelación cae en los medios (de 120 a 600 Hz), un ecualizador no la corrige. Ayuda cambiar la altura del woofer o poner una alfombra.
Nueve comprobaciones de colocación
Del cálculo resulta una tabla de comprobaciones con objetivos y consejos:
| Comprobación | Objetivo |
|---|---|
| Influencia de la sala en los graves (de 25 a 250 Hz) | dispersión de hasta ±4 dB |
| Triángulo estéreo | ángulo de 60°, aceptable de 40 a 90° |
| Distancia a la pared detrás del altavoz | al menos 1 m (dipolo 1,2 m), reflexión después de 6 ms |
| Distancia a la pared lateral | al menos 1 m o reflexión después de 6 ms |
| Reflexión en el suelo | cancelación fuera de 120 a 600 Hz |
| Reverberación de la sala | de 400 a 600 ms |
| Oyente y distancia crítica | como máximo 3 × rc |
| Altura del tweeter | a la altura de los oídos, dentro de ±12 cm |
| Tamaño de la sala | al menos 15 m² (dipolo 22 m²) |
Búsqueda de la mejor colocación
El botón Buscar la mejor colocación recorre una cuadrícula de posiciones para los altavoces y el punto de escucha. Mantiene los altavoces simétricos y busca la combinación con los graves más uniformes en el punto de escucha y un ángulo del triángulo estéreo lo más cercano posible a 60°. Si la posición de escucha es fija, solo mueve los altavoces. Si hay definida una zona de escucha, se mantiene dentro de ella.
El resultado se ve en la planta con mapa de graves: las zonas verdes dan graves más uniformes; las rojas, peores. En la planta también aparecen marcados los puntos de primera reflexión en las paredes laterales, donde conviene colocar absorción o un difusor. Una gráfica compara los graves en la sala con los de campo libre y una tabla enumera los modos axiales hasta 200 Hz.
En la vista 3D, tu altavoz está en una habitación amueblada, con el mapa de graves en el suelo y el triángulo estéreo. Puedes mirar desde el punto de escucha, desde una esquina o desde arriba.
Consejos prácticos
- No te sientes en el centro de la sala. A la mitad del largo está el nulo del primer modo axial y allí faltan graves. Suele ser mejor sentarse en torno al 38 % del largo desde la pared.
- Aleja los altavoces y el punto de escucha de las esquinas todo lo posible. Una esquina excita todos los modos a la vez.
- Si el altavoz tiene que ir junto a la pared, elige en el paso Diseño la colocación «junto a la pared». El modelo contará entonces con una caída de graves menor y el filtro, con una corrección de baffle step menor.
- Una alfombra entre los altavoces y el oyente, cortinas y una estantería llena de libros reducen la reverberación y la reflexión en el suelo.
El modelo supone una sala rectangular con paredes rígidas y régimen estacionario. Las paredes reales dejan pasar parte de los graves, los muebles amortiguan y una puerta abierta cambia los modos. El resultado es fiable para comparar colocaciones; las cifras exactas solo las confirma una medición con micrófono en el punto de escucha.