Si tienes ganas y paciencia podrás hacer muchas cosas para mejorar el rendimiento de tu sistema lidiando con la acústica de la sala.
Lo primero es considerar que ninguna habitación es neutra desde el punto de vista acústico. Todas las salas tienen "su propio sonido", incluso con tratamientos acústicos, y eso va a depender de los materiales que la conforman, además del tamaño y proporciones.
Para eso hemos de tener en cuenta como viaja el sonido, como un movimiento simpático entre las partículas que están suspendidas en el aire. Cuando desde un emisor se excitan, comienza a generarse una vibración y unas partículas golpean a otras hasta que la más cercana a tu oído, golpea tu tímpano.
De esta manera, lo que podríamos visualizar en las partículas, sería una forma de onda que describe amplitud (volumen), tono (frecuencia) y timbre (armónicos).
La frecuencia viene determinada por el espacio físico que cubre un ciclo (el espacio entre valores máximos de amplitud o picos). Como el movimiento en el aire es hacía fuera (compresión de las partículas) y hacia dentro (descompresión), hablamos de valores de fase positivos (compresión) y negativos (descompresión).
Cuando una fuente sonora emite las ondas estas se propagan radialmente en todas direcciones y, cuando encuentran un obstáculo, en parte se
absorben y en parte se
reflejan cambiando su dirección.
La onda sonora, al igual que las reflexiones lumínicas, puede reflejarse con el mismo ángulo con el que chocó ante una superficie, resultando exactamente igual a la onda original si la superficie reflectante fuese totalmente plana e impermeable al sonido. En estos casos decimos que estamos ante una
reflexión especular.Sin embargo si en alguna medida la estructura es porosa, permitirá la propagación de las ondas en su interior, transformando la energía acústica en energía calórica y en consecuencia disminuyendo la energía de la reflexión. En este caso se trata de absorción.
Todos los problemas que puedan surgir en nuestra sala tienen un origen común:
¡Las reflexiones! Da lo mismo si se trata de resonancias de sala, ecos persistentes o de un tiempo de reverberación demasiado largo. De todas estas anomalías son responsables los rebotes de las ondas en las paredes, el techo, el suelo y demás superficies duras en general que existan en la sala.
Las reflexiones no son malas en principio, pero dependiendo de las características de la sala pueden resultar progresivamente problemáticas. Y esto tiene mucho que ver con las dimensiones de la sala, de tal modo que, cuanto más pequeña sea, más negativamente van a afectar dichas reflexiones al sonido.
En los recintos pequeños la media del tramo que recorre el sonido antes de que rebote en alguna superficie es muy corta por lo que la onda sonora apenas pierde energía en su propagación. Por eso las primeras reflexiones en relación con la ondas directas llegan poco retardadas al punto de escucha. Estas fuertes primeras reflexiones llevan a diferentes coloraciones de sonido, y por eso deben ser controladas.
Es por eso que debemos buscar los puntos de las
reflexiones especulares y procurar que ahí no haya cristales. Algo con capacidad de difusión/absorción sería lo ideal.
También hemos de tener en cuenta los
modos propios de la sala. Las ondas estacionarias que son representativas de las dimensiones de una sala en particular, se llaman modos propios de sala. Estos modos tienen lugar entre las 3 dimensiones (modos axiales, tangenciales y oblicuos), siendo los axiales los más problemáticos.
Surgen cuando la mitad de longitud de onda o múltiplos de la mitad de longitud de una onda en una frecuencia concreta encaja exactamente en el espacio limitado por dos superficies. Se habla en estos casos de modos axiales (junto a estos encontramos también los más débiles modos tangenciales y oblicuos que no implican solo a dos superficies, sino a cuatro o seis). Con ello se producen cancelaciones en puntos concretos y refuerzos.
Cuando en una habitación se origina un sonido y este viaja por el aire entre superficies paralelas (como dos paredes), se crea una realimentación entre estas superficies generando las ondas estacionarias. Se trata de una frecuencia en la que coincide su longitud de onda con el espacio entre superficies.
Según sean duras o blandas estas superficies, habrá una interacción de fase entre la onda original y la onda rebotada que puede dar lugar a refuerzos y cancelaciones en determinadas frecuencias.
Así tendremos que si las fases se alinean con el mismo valor (igual fase), habrá un incremento de volumen (refuerzo) y si lo hacen con diferente valor (fase y contrafase), se cancelan disminuyendo su volumen.
Por tanto, el ancho, largo y alto de nuestra sala se asocia a unas frecuencias concretas y según la dureza de los materiales de las paredes, habrá una serie de interacciones de fase.
Estas resonancias de sala que llamamos modos propios, generadas por ondas estacionarias, resultan especialmente perturbadoras en el rango de las frecuencias graves, haciendo que suenen imprecisos y, dependiendo de la nota, a veces demasiado finos y otras desmesurados.
Habría que considerar también el
filtro peine, una cancelación periódica de frecuencias debido a la superposición de un sonido con una versión retardada del mismo.
Las coloraciones del sonido por efectos de filtro de pico, o de peine, se producen cuando la onda directa y las fuertes primeras reflexiones se superponen en el punto de escucha con una mínima diferencia de tiempo (la reflexión está más tiempo en camino por el tramo algo más largo que ha recorrido). Se llega a cancelaciones en determinada frecuencia fundamental y sus múltiplos impares, y a sumas en los múltiplos pares de esta misma frecuencia.
La repuesta en frecuencia recuerda el orden linear de las púas de un peine común, por un lado con púas algo más anchas y por el otro más estrechas. Cuanto más fuertes son las reflexiones más pronunciado es el efecto de filtro de pico y como consecuencia, cuanto más cerca está el punto de escucha de las paredes y el techo, más fuerte será la coloración de sonido.
Tenemos múltiples herramientas en la red para calcular los modos propios de nuestra sala y poder actuar en consecuencia:
https://amcoustics.com/tools/amrocOtro factor a considerar es el
tiempo de reverberación.
Después de las primeras reflexiones comienzan a aparecer una serie de reflexiones más densas producto de los sucesivos impactos entre piso, techo y paredes, llamadas reverberación.
La reverberación no llega al oyente antes de los 10 milisegundos después del sonido directo, pudiendo llegar, dependiendo del tamaño de la sala, varios milisegundos mas tarde.
Al tiempo de desvanecimiento de la reverberación lo llamamos
RT60 y significa el tiempo que tarda la reverberación en caer 60 dB.
El
RT60 depende de dos factores, del tamaño de la sala y de los coeficientes de absorción de las superficies y elementos contenidos dentro de dicha sala. Las más grandes tienen reflexiones más espaciadas y en consecuencia tiempos de desvanecimiento más largo,
Dado que los materiales se comportan de diferente manera a distintas frecuencias, siendo más absorbentes en altas frecuencias y menos en bajas, nos encontraremos que el RT60 es diferente a distintas frecuencias en cada recinto.
Así, en un gimnasio obtendremos gran cantidad de reverberación "brillante" con largos tiempos de decaimiento.
En un baño obtendremos considerable reverberación, también "brillante", pero con un corto tiempo de decaimiento.
Y en una sala de estar con alfombras y cortinas se tendrá una reverberación más "opaca" y con tiempos de decaimiento más cortos.
Los tiempos de reverberación tienen un efecto negativo en el rango medio y, especialmente, en las altas frecuencias. Aunque las ondas son significativamente más cortas que en las frecuencias graves, y por tanto no permanecen entre las paredes, el sonido directo que es tan fuertemente oscurecido por las reflexiones le resta color a los instrumentos y voces. En los peores momentos el sonido se torna realmente afilado, lo cual puede atribuirse a los ecos vibrantes. Eso ocurre cuando las ondas sonoras son lanzadas hacia delante y detrás repetidamente entre las paredes.
El tradicional método de "la palmada" ya nos dice mucho al respecto a nada que tengamos un poco de experiencia en ello.
