4.- Sistemas de refuerzo sonoro y control de cobertura.
4.1.- Tipos de altavoces según su frecuencia.
Los altavoces se dividen principalmente por el rango de frecuencias que son capaces de reproducir:
- Woofers: Encargados de las frecuencias graves y medio-graves (120 Hz a 2 kHz).
- Squawkers (Medios): Reproducen la mayor parte de la voz humana y los instrumentos melódicos.
- Tweeters: Altavoces pequeños diseñados para las frecuencias agudas (2 kHz a 20 kHz o más).
Los Woofers y los Tweeters no llegan a cubrir con buena respuesta la zona de frecuencia próxima a los 20 Hz a los 20.000 Hz, por ello se desarrollan los subwoofers y los ultra-high-tweeters que trabajan exclusivamente en esas zonas. Los Full-Rage son altavoces que intentan reproducir todo las frecuencias.:
Según su diseño y amplificación:
- Activos: Llevan el amplificador incorporado. Solo necesitan una señal de línea y corriente eléctrica (comunes en estudios de grabación y altavoces portátiles).
- Pasivos: Requieren un amplificador externo para funcionar. Son el estándar en instalaciones fijas y alta fidelidad (Hi-Fi).
4.2.- Arreglos de Subgraves (Subwoofer Arrays).
En eventos de gran escala o salas complejas, los subgraves se comportan de forma omnidireccional. Esto genera problemas críticos como el exceso de presión sonora en el escenario (ruido residual) o cancelaciones por fase. Para controlar esta energía y optimizar la cobertura, se emplean diferentes configuraciones o arreglos:
- Subgrave en L-R (Left-Right) | Dificultad: Baja.
Es la configuración clásica donde los subgraves se ubican en dos torres a cada lado del escenario. Es sencillo de montar, pero genera el fenómeno del "pasillo de potencia" (Power Alley) en el eje central y cancelaciones en los laterales debido a la diferencia de fase.
El resultado es un grave intenso en el centro de la pista que desaparece gradualmente a medida que el oyente se desplaza hacia los lados.
- Subgrave juntos en el centro (Cluster Central) | Dificultad: Baja.
Consiste en agrupar todos los subwoofers en un único bloque frente al centro del escenario. Al actuar como una sola fuente de sonido de mayor tamaño, se eliminan las cancelaciones laterales típicas del sistema L-R.
Ofrece una cobertura muy potente y uniforme en la audiencia, aunque suele generar molestias a los artistas en el escenario debido a la proximidad y la radiación trasera.
- Subgrave en stack invertido (Cardioide) | Dificultad: Media.
Se apilan las unidades (generalmente tres), colocando una de ellas orientada hacia el escenario. Al altavoz invertido se le aplica una inversión de polaridad y un ajuste de delay específico para que su onda cancele la radiación trasera de los demás.
El resultado es un escenario "limpio" de graves y una máxima presión sonora proyectada hacia el público.
- Subgrave en End Fired | Dificultad: Medio-Alto.
Se disponen los subgraves en filas, uno detrás de otro, apuntando hacia la audiencia. Se aplica un delay a los altavoces delanteros para sincronizarlos con la onda de los traseros en el momento exacto en que esta los alcanza.
Esto logra una suma de energía muy alta hacia adelante y una cancelación trasera muy efectiva, aunque requiere una profundidad de espacio físico considerable.
- Subgrave en linea (Broadside Array) | Dificultad: Media.
Se colocan todos los subgraves en una línea recta continua a lo largo del frente del escenario. La longitud de esta línea condiciona la directividad: cuanto más larga es, más estrecha resulta la cobertura horizontal, concentrando el sonido como un "cañón" hacia el frente.
Es muy eficiente, pero si la línea es demasiado extensa, las zonas laterales del recinto perderán toda la presencia de graves.
- Subgrave en arco electrónico orientado (Sub-Arc) | Dificultad: Alta.
Se utiliza una línea física de altavoces a la que se aplica un delay progresivo (las cajas centrales emiten primero y las laterales después). Este retardo "engaña" acústicamente al sistema, simulando una curvatura física sin mover los equipos.
Permite ensanchar la cobertura para que el grave llegue a todo el recinto de forma simétrica, controlada y uniforme.
4.3.- Calculo de reverberación de una sala.
--------------------------------
Si tenemos una sala de 2x5x10 con un coeficiente de absorción de 0.03% ¿Cuántas manzanas se han robado en el polígono?
--------------------------------
El Tiempo de Reverberación es el tiempo que tarda el sonido en extinguirse (caer 60 dB) tras cesar la fuente sonora. Es el indicador principal de la calidad acústica de un recinto.
- Volumen (V): El espacio total de aire en metros cúbicos (m³).
- Absorción Total (A): La suma de la capacidad de absorción de todos los materiales y objetos presentes, medida en Sabines. Se obtiene multiplicando la superficie de cada material (S) por su coeficiente de absorción (α).
La formula de Sabine, es la expresión matemática estándar para el cálculo en salas con acústica distribuida, siendo esta:
Donde (0.161) es una constante física que relaciona la velocidad del sonido con la absorción.
Ejemplo #1:
Si tenemos una sala común (materiales comunes) con medidas de 10m de largo, 5m de ancho y 3m de alto, con materiales comunes (Techo de escayola, Suelo de baldosa, Paredes de gotelé, + mobiliario).
A) Calculo de Volumen (V).
10m x 5m x 3m = 150 m³.
B) Cálculo de la absorción (A) por elementos.
1.- Techo de paneles de fibra de vidrio (0.80) - (x1 sfce.);
50m² · 0.80 = 40.00 sab.
2.- Suelo de baldosa (0.02) - (x1 sfce.);
50m² · 0.02 = 1.00 sab.
3.- Paredes de gotelé (0.04) - (x4 sfce.);
2 · (10m · 3m) + 2 · (5m · 3m) = 90m²; 90 · 0.04 = 3.60 sab.
4.- Mobiliario (armario y mesas) - (normalmente se calcula la superficie expuesta (m²) y su coeficiente de absorción (α));
Suma estimada de elementos de madera: 2.30 sab.
5.- Suma total;
A = 40.00 + 1.00 + 3.60 + 2.30 = 46.90 sab.
C) Cálculo formula final.
TR₆₀ = 0.161 · (150/46.90) =
TR₆₀ = 0.161 · 3.198 = 0.51 segundos.
El resultado obtenido ( TR₆₀ = 0.51 segundos.) nos indica que la sala presenta una excelente calidad acústica para actividades que requieren una alta inteligibilidad de la palabra, como oficinas, aulas o salas de juntas.