Resumen Analítico.
Documento escrito Proyecto de grado Arturo José Saladén Orduz.
PROPUESTA PARA EL REACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO Y ELECTRO-ACÚSTICO DE UNA SALA DE CONTROL PARA MEZCLAS EN FORMATO 5.1 EN LA
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA, SEDE BOGOTÁ.
El sonido en formato surround (multicanal) ha sido ampliamente empleado durante varias décadas ya, no obstante hoy en día no existe una normativa que regule como deben estar conformados los espacios dedicados para la producción de este tipo de material auditivo. Empresas como Dolby Inc. y Lucas Film THX son las pioneras en cuanto a la creación de normativas ó recomendaciones en cuanto a las características que deben tener salas de mezcla para producciones en formato surround y las características que deben tener salas dedicadas para la reproducción de este material respectivamente.
Los requerimientos con los que debe cumplir una sala de mezcla en formato surround para que la misma sea certificada por la compañía Dolby Inc. abarcan desde la parte acústica hasta la parte de video y equipos de la sala. En cuanto a la parte que concierne a la acústica del recinto, solo existen requerimientos en cuanto a dos parámetros, los cuales son, ruido de fondo y tiempo de reverberación.
La sala de mezcla que se encuentra más cercana a cumplir con los requerimientos por parte de Dolby Inc. en cuanto a parámetros acústicos es la perteneciente al estudio básico. Las mediciones de tiempo de reverberación, ruido de fondo, modos de resonancia y ruido emitido por el sistema de HVAC muestran necesidades de intervenciones en cuanto a:
- Propuesta de nuevo sistema de puertas aislantes. - Propuesta de silenciador de ruido de flujo de aire para salida de ducto de
ventilación. - Propuesta de reacondicionamiento acústico para controlar el tiempo de
reverberación en la banda de 63 Hz y 200 Hz, debido a modos de resonancia. - Propuesta de reacondicionamiento acústico para controlar el tiempo de
reverberación en la banda de 8000 Hz.
Simulaciones del estado inicial realizadas en el software CATT-Acoustic se comparan con los resultados arrojados por las mediciones in-situ del tiempo de reverberación, mostrando
que el software es altamente preciso y suficiente para la validación de las propuestas de acondicionamiento a simular posteriormente.
Se proponen elementos de control de ruido y acondicionamiento acústico para resolver los inconvenientes presentados anteriormente, siendo tales elementos:
- Nuevo sistema de puertas aislantes con la siguiente composición: Láminas exteriores en acero cal. 18 + membrana acústica al interior + cámara de 50mm rellena con lana de roca 60 Kg/m3.
- Silenciador para flujo de aire del tipo de paneles paralelos con la siguiente composición: Cubierta en acero e=0.5mm, material absorbente en acustifibra de 1” y 2”, espaciamiento entre bafles de 5 cm.
- Resonador de membrana sintonizado para 63 Hz con la siguiente composición: Membrana en lámina de madera contrachapada de 3mm separada 50 cm desde el techo.
- Absortor sintonizado para 200 Hz con la siguiente composición: Paneles rígidos de fibra de vidrio de 1” separados 45 cm desde el muro.
Los cálculos que soportan los diseños de todos los elementos propuestos anteriormente se realizan en software especializados tal como lo son ZORBA e INSUL de la compañía Marshall Day Acoustics, CATT-Acoustic de la compañía CATT. En el software CATT-Acoustic se presentan las simulaciones que validan tanto los elementos propuestos como el ambiente acústico que se habrá de tener en el recinto luego de emplear tales tratamientos.
Se realizan recomendaciones en cuanto al proyecto a fin de que se pueda extender el alcance del mismo y/o profundizar en los resultados esperados. Se concluye que los elementos propuestos dentro del proyecto son suficientes para lograr el control del tiempo de reverberación así como del ruido de fondo a fin de poder cumplir con los requerimientos de Dolby Inc. y apuntar en un futuro a la certificación por parte de ellos.
Arturo J. Saladén O. Ingeniero de Sonido.
PROPUESTA PARA EL REACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO Y ELECTRO-
ACÚSTICO DE UNA SALA DE CONTROL PARA MEZCLAS EN FORMATO 5.1.
EN LA UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA, SEDE BOGOTÁ.
ARTURO JOSE SALADEN ORDUZ
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE SONIDO
BOGOTÁ D.C.
2009
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PROPUESTA PARA EL REACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO Y ELECTRO-
ACÚSTICO DE UNA SALA DE CONTROL PARA MEZCLAS EN FORMATO 5.1.
EN LA UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA, SEDE BOGOTÁ.
ARTURO JOSE SALADEN ORDUZ
TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA
OBTENER EL TITULO DE INGENIERO DE SONIDO.
ASESOR TEMÁTICO
LUIS FERNANDO HERMIDA
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE SONIDO
BOGOTÁ D.C.
2009
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Nota de Aceptación
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Firma del Presidente del Jurado.
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Firma del jurado.
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Firma del Jurado.
Bogotá D.C. Septiembre de 2010.
DEDICATORIA
En primera instancia he de ofrecer este primer fruto de mi labor al creador y dador de la vida, pues sin su constante ayuda y guía nada sería posible. A mi madre quien siempre ha creído en las decisiones que he tomado. A mi padre quien con su ejemplo ha hecho de mí un hombre responsable, honesto y amoroso. Pocos son afortunados de tener padres quienes han fortalecido las debilidades y han reconocido las fortalezas. A mis hermanos quienes son el combustible que impulsa mi vida. A toda mi familia y amigos, que mi vida sea el fruto de lo que todos han sembrado en mi.
Arturo J. Saladén.
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AGRADECIMIENTOS
A Luis Fernando Hermida, Darío Páez, Raúl Rincón, Luis Jorge Herrera, Francisco Ruffa, Carlos Ramírez y otros por sus contribuciones en cuanto al conocimiento y guía necesaria para el proyecto. A la compañía Acústica Técnica de Colombia ACUSTEC S.A. por proveer el software INSUL para el análisis de aislamiento de particiones. A Stefany Marrugo por su contribución en cuanto a la forma del documento. A mis compañeros, Camilo Madrigal, Ginneth Torres, Juan Mejía pues las numerosas interacciones que tuvimos ayudaron a definir el proyecto.
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CONTENIDO
Capítulo pág.
INTRODUCCIÓN - 9 -
1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA - 11 -
1.1 ANTECEDENTES (ESTADO DEL ARTE) - 11 -1.1.1 Laboratorios Edison. - 11 -1.1.2 Every day science and Mechanics. - 12 -1.1.3 Michael Todd. - 14 -1.1.4 Vitaphone – Movietone. - 15 -1.1.5 Dolby Inc. - 16 -1.1.6 International Standards Organization (ISO). - 17 -
1.2 DESCRIPICIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA - 19 -
1.3 JUSTIFICACIÓN - 20 -
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN - 21 -
1.4.1 OBJETIVO GENERAL - 21 -
1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS - 21 -
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO - 22 -
1.5.1 ALCANCES - 22 -
1.5.2 LIMITACIONES - 22 -
2 METODOLOGÍA - 24 -
2.1 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN - 24 -
2.1.1 Herramientas para recolección de información - 26 -2.1.2 Sonómetro integrador: - 26 -2.1.3 Micrófono de medición: - 26 -2.1.4 Software de medición: - 26 -
- 7 -
2.1.5 Software de modelado: - 26 -2.1.6 Software de simulación: - 27 -2.1.7 Software de predicción. - 27 -
2.2 HIPÓTESIS - 27 -
2.3 VARIABLES - 28 -2.3.1 VARIABLES INDEPENDIENTES - 28 -2.3.2 VARIABLES DEPENDIENTES - 28 -
3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE LA UNIVERSIDAD / LÍNEA DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD / NÚCLEOS PROBLÉMICOS - 29 -
4 MARCO DE REFERENCIA. - 30 -
4.1 MARCO TEÓRICO – CONCEPTUAL - 30 -
5 DESARROLLO INGENIERIL - 75 -
5.1 PRIMERAS MEDICIONES DE ACONDICIONAMIENTO. - 75 -5.1.1 Información general medición ISO 3382 estudio Básico. - 75 -
5.1.1.1 Tablas de resultados. - 77 -5.1.2 Información general medición ISO 3382 estudio Hibrido. - 78 -
5.1.2.1 Tablas de resultados. - 80 -5.1.3 Información general medición ISO 3382 estudio Digital. - 81 -
5.1.3.1 Tablas de resultados. - 83 -
5.1.4 Análisis Comparativo - 84 -
5.2 SEGUNDAS MEDICIONES DE ACONDICIONAMIENTO - 89 -
5.2.1 Análisis Comparativo - 92 -
5.3 MEDICIONES DE AISLAMIENTO. - 95 -5.3.1 Procedimiento de medición - 95 -5.3.1.1 Comparativa con curva NC 25 - 97 -
5.4 MEDICIÓN DE MODOS DE RESONANCIA - 98 -
5.5 SIMULACIÓN DE ESTADO INICIAL - 103 -5.5.1 Análisis comparativo de estado inicial. - 109 -
5.6 PROPUESTA - 110 -
5.6.1 Reacondicionamiento Acústico - 110 -5.6.1.1 Resonador de membrana (63 Hz). - 111 -
- 8 -
5.6.1.2 Absortor sintonizado (200 Hz). - 113 -
5.6.2 Acondicionamiento Electro-Acústico - 114 -5.6.2.1 Monitoreo. - 114 -5.6.2.1.1 Bass Management. - 115 -5.6.2.1.2 Ubicación. - 115 -5.6.2.2 Control de flujo de señal. - 117 -
5.6.3 Recomendaciones de Aislamiento - 118 -5.6.3.1 Sistema de puertas aislantes. - 118 -5.6.3.2 Silenciadores de salida de HVAC. - 121 -
5.6.4 PRESUPUESTO - 122 -
5.7 SIMULACIÓN DE DISEÑO - 125 -5.7.1 Modelado de tratamientos - 125 -5.7.2 Predicción de Rt - 128 -5.7.3 Simulación de Reflexiones Tempranas - 129 -
6 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS - 133 -
7 ERRORES SISTEMÁTICOS - 135 -
8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - 138 -
8.1 Conclusiones - 138 -
8.2 Recomendaciones - 141 -
ANEXO 1 - 145 -
ANEXO 2 - 148 -
ANEXO 3 - 150 -
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INTRODUCCIÓN
El sonido surround tiene su inicio en el año 1940 cuando aparece en los teatros la
película animada Fantasía de Walt Disney, la cual incorporaba, además de sus
innovadores efectos especiales, un nuevo sistema de reproducción de banda
sonora que constaba de cuatro canales de audio; en conjunto con la trama de la
película y los efectos de la misma, complementaban la experiencia para que así
los espectadores se sintieran inmersos en la producción. A esta banda sonora,
reproducida en dicho sistema de sonido tan innovador se le conoció como
“Fantasound”.
Luego de este primer acercamiento al sonido envolvente (Surround, en inglés)
siguieron muchos otros proyectos que deseaban siempre brindar una experiencia
completa mucho mejor y más sorprendente que la anterior. Michael Todd, esposo
de Elizabeth Taylor, productor cinematográfico, comenzó varios experimentos los
cuales tenían como fin mejorar la experiencia cinematográfica tanto en el campo
visual como en el auditivo.
Entre los progresos de Michael Todd se pueden mencionar el Todd A-O, una
técnica fotográfica de pantalla ancha similar a la Panavisión y al Cinerama, que
duró sólo unos cuantos años. Visiones panorámicas del viejo oeste desde lo alto
de una diligencia a toda velocidad, virajes a uno y otro lado en un coche de
carreras en un circuito del Grand Prix, majestuosas vistas del paisaje desde un
globo de aire caliente, todo ello era el toque mágico del Cinerama, no obstante
hacía falta la compañía de un ambiente sonoro coherente.
Ahora bien, las tecnologías que para esta época se desarrollaban, si bien eran
innovadoras asimismo eran adelantadas a su tiempo, es por esto que muchas de
las producciones cinematográficas que empleaban este tipo de formato de audio,
requerían, generalmente, de un equipo y un montaje nuevo, lo cual hacia que los
costos de producción y el impacto deseado en los espectadores variara de una
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sala de proyección a otra. Es por lo anterior que se hacía inasequible llevar
producciones como “Fantasía” a todas las salas de cine posible y esperar que en
cada una de ellas se obtuvieran los mismos resultados en el público asistente.
Por todo lo que se presentaba era necesario entonces establecer cierto tipo de
estándares para así “hablar un idioma universal” en lo que se refiere a la
reproducción de estas cintas en distintas salas, sin importar que tanto se
diferenciaran la una de la otra. Dolby Estéreo es un sistema de
codificación/decodificación cuatro a dos y dos a cuatro, así lo que era
primeramente pensado para ser reproducido en cuatro canales, ahora podía
reducirse a dos sin que se perdiera su integridad y posibilitando luego volver a
reproducirse en cuatro canales.
Dolby Inc. no solo se limitó a desarrollar la tecnología necesaria para reproducir
bandas sonoras pensadas para configuraciones cuadrafónicas en estereofónicas
sino también se adentró en el proceso de desarrollar una suerte de parámetros
(tanto en audio como imagen y demás logística) con los cuales, aquel individuo o
compañía que deseaba realizar una producción en Surround debía cumplir para
así asegurar que la reproducción de tal producción tuviera los mismos efectos
indiferentemente del lugar donde se presentara. Como aspecto principal de lo
anterior se destaca la necesidad de que la sala de mezcla cumpla con ciertas
características acústicas mínimas para que el proceso no se vea entorpecido por
la sala de ninguna manera.
Conseguir una sala de mezcla que sea acústicamente y electro-acústicamente
óptima, la cual cumpla con los parámetros requeridos por Dolby Inc. es el objeto
principal del presente proyecto.
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1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES (ESTADO DEL ARTE)
1.1.1 Laboratorios Edison.1
Desde la inserción de las imágenes en movimiento, varios inventores intentaron
unir lo visto con lo escuchado a través de imágenes en movimiento “habladas”. La
compañía Edison es bien conocida por haber experimentado con esto tan
tempranamente como lo es el otoño de 1894, bajo la supervisión de W. K. L.
Dickson con un filme conocido hoy en día como “filme sonoro experimental de
Dickson” (En ingles: Dickson Experimental Sound film). El filme muestra a un
hombre, quien posiblemente puede ser Dickson, tocando un violín ante un cuerno
de fonógrafo mientras dos hombres bailan.
En la primavera de 1895, Edison ofrecía Kinetófonos – Kinetoscópios con
fonógrafos dentro de sus gabinetes. El observador miraría dentro de los hoyuelos
del kinetoscópio para ver la imagen en movimiento mientras escuchaba al
fonógrafo acompañante a través de dos audi-tubos de goma conectados a la
maquina. La imagen y el sonido eran de alguna forma sincrónicos por medio de la
conexión de ambos a través de una correa. Aunque la novedad inicial de la
maquina atrajo atención, el decaimiento de la industria del kinetoscópio y la salida
de Dickson de los laboratorios Edison finalizo cualquier trabajo en el Kinetófono en
18 años.
En 1913, una versión distinta del Kinetófono fue presentada al público. Esta vez, el
sonido se sincronizó con un filme proyectado a una pantalla. Una grabación en
celuloide midiendo 5 ½” de diámetro fue usada para el fonógrafo. La
1 http://lcweb2.loc.gov/ammem/edhtml/edmrrg.html (visitado el 10 de Mayo de 2009)
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sincronización fue lograda por medio de la conexión del proyector a un extremo
del teatro y el fonógrafo al otro extremo con una larga polea.
Diecinueve filmes hablados fueron producidos en 1913 por Edison, pero para 1915
ya había abandonado los filmes sonoros. Existían varias razones para esto.
Primero, reglas sindicales estipulaban que el sindicato local de proyeccionistas
debían operar los Kinetófonos, incluso aunque no hubiesen sido entrenados
apropiadamente en su uso. Esto guió a muchas situaciones donde la
sincronización no era lograda, causando la falta de satisfacción de la audiencia. El
método de sincronización usado era todavía menos que perfecto y rupturas en el
filme causarían que este se saliera de la sincronía con la grabación del fonógrafo.
La disolución de la Motion Pictures Patents Corp. en 1915 puede haber contribuido
a la salida de Edison de los filmes sonoros, a causa que este hecho lo privo de
proteger las patentes de sus invenciones en lo que respecta a las invenciones
relacionados con los filmes sonoros.
1.1.2 Every day science and Mechanics.2
En su edición de Abril de 1934 la revista Estadounidense Every day Science and
Mechanics publico un experimento conducido por los laboratorios Bell Tel. en el
cual intentaban acercarse a la reproducción de sonidos tridimensionales usando
varias bocinas ubicadas en partes estratégicas de un teatro donde se reproducía
un filme.
No solo era alta la calidad de reproducción de los altavoces, los cuales ostentaban
bocinas de panal de hasta 16 divisiones (imagen 1), sino la impresión de
tridimensionalidad que dichas bocinas junto con su precisa locación y sincronía
2 http://blog.modernmechanix.com/2006/06/04/three-dimensional-sounds-created-original-surround-sound-from-1934/ (Visitado el 11 de Mayo de 2009)
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con el filme presentado daban al sonido escuchado en el teatro (imagen 2). En
este artículo de la revista Estadounidense no se presentan muchos detalles
referentes al experimento, no se establece que parámetros se tomaron en cuenta
para el correcto posicionamiento de los altavoces y tampoco especifican si el
audio reproducido tenía algún tipo de procesamiento ó los parámetros acústicos
del teatro.
Lo que si queda claro luego de estudiar dicho artículo es que desde ésta fecha
(1934) se han hecho no pocos esfuerzos con la intención de dotar de un mejor
audio a los filmes cinematográficos de la época, esto, ciertamente impulsando los
avances tanto en creación de equipos dotados de características Surround así
como en diseño de salas acústicamente óptimas para la reproducción de dichos
filmes.
Imagen 1. Altavoz con 32 cornetas.
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Imagen 2. Presentación en teatro.
1.1.3 Michael Todd.3
En los años cincuenta hubo un productor cinematográfico de gran talento llamado
Michael Todd, casado con Elizabeth Taylor, que contribuyó muy notablemente al
avance del séptimo arte, tanto en el campo visual como en el campo del audio.
Entre los progresos de Mike Todd podemos mencionar el Todd A-O, una técnica
fotográfica de pantalla ancha similar a la Panavisión y al Cinerama, que duró sólo
unos cuantos años. Todd y sus ingenieros desarrollaron una técnica para
sincronizar tres cámaras y, en la reproducción, tres proyectores. Algunas películas
3 http://www.duiops.net/hifi/tecnicas.html (Visitado el 9 de Mayo de 2009)
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en Cinerama fueron "La Vuelta al Mundo en 80 Días", La Carrera del Siglo" y "La
Conquista del Oeste". Todas estas películas tuvieron versiones convencionales
poco después de su aparición en Cinerama, y últimamente también todas ellas
han sido convertidas a formatos de vídeo y de televisión.
Pero más que la simple multi-proyección de imágenes, Todd utilizó sonido multi-
canal, sonido surround. El sonido engrandecía las visiones envolventes con un
sonido que parecía moverse con las imágenes y que no parecía provenir de las
fuentes de sonido convencionales.
Con el Cinerama fue la primera vez que se escuchó algo que podía llamarse
sonido Surround. Pero el Cinerama, con todos sus prodigios, era muy caro y difícil
de llevar a la práctica, tanto en su producción como en su posterior proyección.
Las películas de Cinerama estaban en cartel mucho tiempo, a veces incluso años.
Y además, como cada película exigía un equipo y un montaje nuevo, era
necesaria una gran inversión, incluso por parte del empresario de la sala.
Michael Todd fue de los pioneros en la sincronización de las pistas de audio
respecto de los filmes proyectados, ya que, como se explicó anteriormente, fue de
los primeros en usar el sonido en formato multicanal en el cine, más
específicamente en el Cinerama, donde era necesario sincronizar el audio no con
un proyector sino con hasta tres proyectores.
1.1.4 Vitaphone – Movietone.
La compañía Vitaphone fundada en 1926 por Bell Telephone Laboratories y
Western Electric fue la creadora del sistema de grabación de banda sonora que
lleva su mismo nombre. El sistema Vitaphone consistía en grabar la banda sonora
del filme por separado en discos. El sistema era posteriormente reproducido
ubicando el tocadiscos de la banda sonora en sincronía con la cámara. El sistema
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Vitaphone no tuvo mucha permanencia en el mercado debido a que la grabación
de sonido era difícil, todas las cámaras tenían que grabar desde dentro de cabinas
de vidrio, los estudios tenían que construir escenarios especiales acústicamente
aislados y los cines debían implementar un costoso nuevo equipo entre otras. Por
lo anterior, Warner Bros al momento de adquirir la compañía Vitaphone
implemento este sistema solo para cortos como Looney Tunes y Merrie Melodies.
The Jazz Singer (1927) fue una de las producciones cinematográficas que empleó
el sistema Vitaphone rompiendo registros de taquilla.
El sistema Movietone se desarrollo en la época que lo hacia el Vitaphone y era un
sistema de “sonido sobre filme” el cual buscaba la sincronía entre la imagen y el
audio reproducido; se conseguía grabando el sonido como una pista óptica de
densidad variable en la misma tira de filme donde estaban grabadas las imágenes.
1.1.5 Dolby Inc.4
A mediados de los setentas, laboratorios Dolby comenzó a tomar lugar importante
en la escena referente a la banda sonora envolvente de películas, con bandas
sonoras de películas tales como Tommy, Star Wars, y Close Encounters of the
Third Kind.
Dolby vio en su época una falencia importante en lo que se refería a la creación y
correcta reproducción de bandas sonoras en formato multicanal, por esto se dio a
la tarea de crear estándares no solo en lo que se refiere a la creación de la banda
sonora sino en lo que se refiere al proceso de mezcla y de reproducción de dicha
banda sonora sin dejar de lado los equipos involucrados en el proceso. De esta 4 www.dolby.com (visitado el 15 de Mayo de 2009)
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manera Dolby ha creado diversos requerimientos mínimos para diversos tipos de
sala, dependiendo de lo que dichas salas se ocupan, en este orden de ideas
tenemos que existen especificaciones a cumplir para salas las cuales mezclan
comerciales y producciones audiovisuales de poca relevancia, para salas las
cuales mezclan cortometrajes y pequeños trailers y por ultimo Dolby ha creado la
licencia para estudios los cuales mezclan filmes cinematográficos y largometrajes
en formato multicanal denominando dichos estudios como Premier Studio.
Dentro de las especificaciones que Dolby ha creado para cada uno de los
diferentes tipos de estudios de mezcla, se encuentran especificaciones en cuanto
a la acústica de la sala, las especificaciones técnicas con la que los equipos de
audio deben cumplir y las especificaciones que los equipos visuales que deben
poseer.
1.1.6 International Standards Organization (ISO).
Desde el año de 1987 la International Standards Organization se ha ocupado de
crear normas las cuales, de ser acatadas, propenden por la optimización de los
procesos vinculados con la creación y reproducción de piezas en el ámbito
cinematográfico. Dichas normas no se limitan a especificar y tecnificar los
procesos en el ámbito visual sino también en el del audio y la acústica. Más
específicamente las normas que se refieren a procesos vinculados con el audio y
la acústica de la sala de control o los teatros son las siguientes:
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• ISO 2969 (1987). “Cinematography -- B-chain electro-acoustic response of
motion-picture control rooms and indoor theatres -- Specifications and
measurements”.
• ISO 9568 (1993). “Cinematography -- Background acoustic noise levels in
theatres, review rooms and dubbing rooms”.
• ISO 22234 (2005). “Cinematography -- Relative and absolute sound
pressure levels for motion-picture multi-channel sound systems --
Measurement methods and levels applicable to analog photographic film
audio, digital photographic film audio and D-cinema audio”.
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1.2 DESCRIPICIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Debido a las diferencias en cuanto a la adecuación acústica y electro-acústica que
existe entre los estudios de mezcla para formato 5.1, al momento de reproducir el
producto final en una sala de proyección se presentan diferencias entre una y otra
sala. A fin de evitar las situaciones anteriores Dolby Inc. se ha tomado el trabajo
de establecer los parámetros mínimos requeridos, para que al ser acometidos
durante el proceso de mezcla, brinden profesionalismo y alta calidad a la
producción.
Ahora bien, lo que concierne a la parte de mezcla es más que nada, equipos y
adecuación acústica del recinto donde se realiza la mezcla. Es por esto que en lo
que se refiere a un estudio de grabación como tal, es necesario hablar de
condiciones acústicas adecuadas para que el proceso de mezcla sea el correcto
contemplando, claro está que los equipos usados para esto juegan también un
papel importante en dicho proceso.
Con miras a la obtención de una sala de mezcla que sea “estándar” tal y como es
establecido por Dolby Inc. se hace necesario plantear el siguiente interrogante:
¿Cuál es la mejor manera de adecuar acústicamente una de las tres salas de
mezcla de la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá, con miras a la
implementación de un sistema de mezcla en formato 5.1?
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1.3 JUSTIFICACIÓN
La elaboración de una propuesta para mejorar el acondicionamiento acústico de
una de las salas de mezcla de la Universidad de San Buenaventura para así poder
realizar mezclas en formato 5.1 es imperativa, debido a que con el estudio que se
ha de realizar se permitirá la proposición de un escenario completamente dotado
de las herramientas necesarias para que la comunidad estudiantil pueda extender
sus conocimientos y experiencia práctica en el campo de la producción en formato
5.1. Un espacio que cuente con las prestaciones antes mencionadas es requerido
por una institución de alto nivel educativo como lo es la Universidad de San
Buenaventura, ya que la producción en formato 5.1 se ha trabajado a nivel
mundial hace varios años y la comunidad estudiantil necesita explotar este campo.
De contar con una propuesta que analice los puntos tocantes al proceso de
implementación de un sistema de mezcla 5.1, se estaría un paso más cerca de
dicha implementación por parte de la universidad.
Además de lo anterior el proyecto tiene como motivo adjunto mejorar la calidad de
las instalaciones de la universidad ya que si bien estas son de nivel superior a
muchas de las actualmente disponibles en la ciudad de Bogotá, aun así carecen
de ciertas especificaciones con las cuales debe cumplir para brindar un servicio
excelente.
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1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar una propuesta para mejorar el acondicionamiento acústico de una de las salas de mezcla de la Universidad de San Buenaventura, sede Bogotá y cumplir con los estándares acústicos mínimos requeridos por Dolby Inc. para realizar mezclas en formato 5.1 empleando tratamientos de acondicionamiento acústico basados en simulaciones.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Establecer los parámetros acústicos a acometer para fijar sus valores
ideales con base en la documentación consultada.
• Diagnosticar el estado actual del recinto, realizando mediciones de
parámetros acústicos de acuerdo a los requerimientos encontrados en la
documentación consultada para establecer el punto de partida del proyecto.
• Especificar los tratamientos necesarios a la luz de la bibliografía consultada
para lograr los valores recomendados en los parámetros acústicos a
acometer.
• Definir las especificaciones técnicas mínimas que deben poseer los
elementos de refuerzo electro-acústico, específicamente los monitores.
• Simular acústicamente las modificaciones propuestas a fin de validar tales
modificaciones, empleando software especializado.
• Analizar resultados.
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1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
1.5.1 ALCANCES
Como primer alcance de esta investigación será el de poder contar con una
propuesta para el acondicionamiento de una sala de mezcla en formato multicanal
(5.1), la cual estará basada en estándares internacionales y requerimientos por
parte de las entidades encargadas de la normalización de tales espacios. Contar
con una propuesta que propenda por la obtención de una sala con estas
prestaciones permitiría a la universidad encontrarse un paso más cerca de contar
con un espacio el cual, perteneciendo a una lista reducida de salas de mezcla
para formato 5.1, representaría una posible vía de remuneración en tanto se
puedan ofrecer estos servicios a la comunidad.
Posterior a la finalización del proyecto se contempla la viabilidad de obtener
instalaciones dotadas de herramientas que representen un nuevo y más completo
campo de práctica y desarrollo de conocimiento para las generaciones venideras.
Los futuros ingenieros de sonido de la Universidad de San Buenaventura
encontrarán en la mezcla en formato 5.1 un campo de aplicación para la televisión
digital.
1.5.2 LIMITACIONES Debido a que Dolby Inc. Y Lucas Films THX son las principales empresas quienes
establecen estándares en el formato 5.1 en cuanto a mezcla y reproducción, estas
establecen requerimientos tanto en el audio como en el video. El presente
proyecto no persigue cumplir con los estándares más allá de los relacionados al
desempeño acústico y electro-acústico del recinto.
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No contar con los coeficientes exactos de los materiales tanto estructurales como
presentes dentro del estudio de grabación, a saber absorción, difusión etc. ya que
en el momento del modelado y posterior simulación, no poseerlos agregara un
cierto porcentaje de error sistemático, el cual limitara el desarrollo del proyecto
más no lo detendrá.
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2 METODOLOGÍA
Se ha definido un enfoque Empírico-Analítico para este proyecto ya que conjuga
dentro de su proceso, varios métodos de recolección y procesamiento de
información los cuales muestran gran relación y afinidad con los procesos
empleados para los mismos fines a nivel internacional.
En el transcurso del presente proyecto se mezclarán e integrarán varios procesos,
algunos de los cuales darán lugar y cabida a otros y algunos serán independientes
en sí mismos. Como ejemplo de lo anterior podemos dejar entrever, que el
proceso de elección del curso a seguir para el correcto acondicionamiento del
lugar en cuestión, depende intrínsecamente de las mediciones realizadas in-situ
de los valores de los parámetros acústicos, así como de las simulaciones hechas
del lugar. También, las mediciones de los parámetros acústicos del lugar son
llevadas a cabo debido a la necesidad de conocer el estado inicial ó punto de
partida del proyecto.
2.1 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
La etapa primaria en el proceso de recolección de información es la entrevista con
los docentes y encargados del área de laboratorios de sonido de la Universidad de
San Buenaventura sede Bogotá, quienes evalúan los objetivos del proyecto y con
los conocimientos y experiencia que poseen en el área, dan su pronóstico acerca
de la viabilidad del proyecto y le orientan de manera oportuna para analizar los
posibles inconvenientes y sus respectivas soluciones.
Luego de este primer acercamiento al problema a acometer, se procede a la
búsqueda de información con el fin de establecer cuáles son los parámetros
internacionalmente establecidos y aceptados para el proceso de mezcla en
- 25 -
formato 5.1. Lo anterior se consigue investigando en fuentes bibliográficas, de ser
posible realizando una visita a un estudio aprobado el cual cumpla con tales
requerimientos, asimismo de ser posible comunicándose con Dolby Inc. ó THX
para solicitar de primera fuente esta información.
Para la adquisición de información, el proceso a realizar consiste en la medición
de los valores de los parámetros acústicos establecidos mediante la investigación
anterior. Lo anterior se lleva a cabo midiendo con los instrumentos necesarios
para dicho efecto tales como Sonómetro, Micrófonos de medición, Software de
medición, Software de Simulación, Computador etc.
Los instrumentos empleados en la obtención de los valores de los parámetros
acústicos específicos son, en primera instancia un Sonómetro integrador nivel 2 o
menor el cual permita integrar el nivel de ruido equivalente por banda de octava,
micrófonos de medición los cuales no presenten ninguna distorsión de la señal,
software o plataforma que permita el análisis de una señal de audio y de todos los
parámetros inherentes a la misma.
Los instrumentos usados en la simulación con el fin de apreciar cuales serian los
cambios ocurridos en los parámetros acústicos al momento de alterar los
materiales componentes de la sala son, primeramente un software el cual permita
realizar un modelo en 3D de la sala a simular el cual asimismo permita asignar
nombres de materiales a cada superficie, de igual manera se hace necesario un
software el cual permita simular el comportamiento acústico del recinto teniendo
en cuenta su geometría y las características inherentes a cada superficie.
- 26 -
2.1.1 Herramientas para recolección de información
2.1.2 Sonómetro integrador:
Medidor de nivel sonoro (Tipo 2 de acuerdo a IEC 651, IEC 804 y IEC
61672-1).
Analizador de 1/1 OCTAVA y 1/3 OCTAVA (filtro digital pasa-banda de 1/1
octava & 1/3 octava, sistema en base dos, trabajo en paralelo; Tipo 1 de
acuerdo a IEC 1260).
2.1.3 Micrófono de medición:
Behringer ECM8000:
Tipo condensador electret, omni-direccional
Impedancia 600 Ohms
Sensitivity -60 dB
Respuesta en frecuencia 15 Hz to 20 kHz
Conector dorado XLR
Phantom power +15 V to +48 V
Peso aprox. 120 g
2.1.4 Software de medición:
Adobe Audition 3.0
Plug-in Aurora.
2.1.5 Software de modelado:
Sketchup 7.0
- 27 -
Plug-in SU2CATT.
2.1.6 Software de simulación:
CATT-Acoustics, Software de predicción acústica. Dicho software usa la
teoría de rayos y ondulatoria para predecir un evento acústico probable a
suceder en un recinto dado, teniendo en cuenta las características
estructurales del recinto tales como sus dimensiones, su geometría, los
coeficientes de absorción de sus materiales, las características de
directividad de la fuente, entre otras.
2.1.7 Software de predicción.
INSUL, Marshall Day Acoustics. Software empleado en la predicción del
aislamiento provisto por una partición específica teniendo en cuenta el
espesor, densidad, tipo de montaje, filtraciones existentes etc. El software
se emplea bajo colaboración de la compañía Acústica Técnica, ACUSTEC
de Colombia S.A.
ZORBA, Marshall Day Acoustics. Software empleado en la predicción de la
absorción provista por un elemento sobre muro, teniendo en cuenta la
cavidad de aire, tipo de superficie, perforaciones, densidad superficial,
resistencia al flujo de aire etc. El software se emplea bajo el permiso de la
compañía Marshall Day Acoustics, quien provee un archivo llave para usar
el software gratuitamente por espacio de una semana aproximadamente.
2.2 HIPÓTESIS
Si se modifica el acondicionamiento acústico de uno de los control rooms de la
universidad de San Buenaventura, sede Bogotá, entonces es posible realizar
- 28 -
mezclas en formato 5.1 cumpliendo con los requerimientos mínimos a nivel de
acústica establecidos por Dolby Inc.
2.3 VARIABLES
2.3.1 VARIABLES INDEPENDIENTES
2.3.1.1 Coeficientes de absorción especifico de los materiales presentes en la
sala, modificadores del comportamiento acústico de la misma.
2.3.1.2 Tipo de señal empleada en el proceso de medición de los parámetros
acústicos de la sala.
2.3.1.3 Estado de los instrumentos de medición.
2.3.1.4 Calibración del sonómetro empleado en la medición.
2.3.1.5 Disponibilidad del estudio básico de grabación de la Universidad de San
Buenaventura, sede Bogotá.
2.3.2 VARIABLES DEPENDIENTES
2.3.2.1 Resultados de la simulación del recinto.
2.3.2.2 Resultados de la medición in-situ de los parámetros acústicos de la sala.
- 29 -
3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE LA UNIVERSIDAD / LÍNEA DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD / NÚCLEOS
PROBLÉMICOS
La línea de investigación de la universidad sobre la cual se sustenta esta
investigación es la de TECNOLOGÍAS ACTUALES Y SOCIEDAD, ya que el
formato de mezcla en 5.1 y más aun los parámetros involucrados en su proceso
pertenecen a una naciente y poderosa forma de dar un carácter realista a una
producción musical y/o audiovisual. Este campo ha sido estudiado, pero debido a
su distinta aplicación dependiendo del caso el cual es siempre cambiante, no
existe un acuerdo general respecto al tema; es por esto que estos procesos
merecen ser estudiados con las ayudas y sustentos investigativos necesarios.
La línea de investigación de la facultad es INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE
PROCESOS debido a que el objetivo de este proyecto es el de brindar a la
universidad una propuesta la cual permita proveer de un espacio apto para
mejorar el proceso de mezcla en formato 5.1, sabiendo que dicho proceso es
imperativo llevarlo a cabo bajo excelentes condiciones.
El núcleo problémico es ACÚSTICA debido a que uno de los objetivos de esta
investigación es la de realizar mediciones in-situ de parámetros acústicos de un
estudio de grabación asimismo como realizar predicciones acústicas de este lugar,
para luego diseñar una propuesta de acondicionamiento a efectos de optimizar
tales parámetros.
- 30 -
4 MARCO DE REFERENCIA.
4.1 MARCO TEÓRICO – CONCEPTUAL
PSICO-ACÚSTICA
4.1.1 Efecto de difracción de borde5
El efecto de difracción de borde es un fenómeno inherente a toda onda el cual se
presenta cuando esta viaja a través de un medio con una impedancia constante y
repentinamente cambia dicha impedancia.
En altavoces cuyo diseño es muy cuadrado se presenta este fenómeno.
Efectivamente lo que sucede es que la onda expansiva irradiada viaja a lo largo de
la superficie frontal hasta que alcanza una discontinuidad, tal como lo es el borde
del gabinete. Desde este punto en adelante, la onda repentinamente debe
expandirse más rápidamente alrededor de la esquina, pero la misma presión no
puede mantenerse en el nuevo y mayor volumen en el cual se expande. Este
súbito incremento en la rata de expansión es debido al cambio en la impedancia
acústica y cualquier cambio de impedancia enviará de regreso una reflexión de la
onda (ver fig. 1).
.
Fig. 1. Onda reflejada en borde.
5 Phillip Newell, Recording Studio Design, Segunda edición, Focal Press, Oxford, 2008.
- 31 -
Se aprecia claramente el efecto de difracción de borde y la onda que se difracta en
el borde y es reflejada. En los gabinetes cuyo diseño presenta este tipo de
superficies, también se presentan estos fenómenos (ver fig. 2).
Fig. 2. Ondas reflejadas en bordes de altavoces.
Tal y como se aprecia en la figura anterior, gabinetes mal diseñados pueden
presentar fenómenos de difracción de borde los cuales pueden traducirse en
pequeños filtros de peine, alterando la ubicación espacial de la imagen sonora
reproducida.
4.1.2 Efecto HASS.
El efecto de precedencia o también conocido como efecto Haas en honor a Helmut
Haas consiste en un fenómeno psico-acústico el cual tiene lugar en el cerebro de
la persona que escucha. El efecto de precedencia es la percepción espacial
alterada por el cerebro de una fuente de sonido cuando el escucha percibe dos
sonidos idénticos pero con retardos de llegada a los oídos de entre 5 y 50 ms.
El efecto de precedencia describe las siguientes ventanas de percepción:
- 32 -
- Cuando el segundo sonido tiene un retardo menor a 5 ms: El cerebro
localiza la fuente sonora en la dirección del primer sonido aunque ambos
sonidos fueren diametralmente opuestos en dirección.
- Cuando el segundo sonido tiene un retardo de entre 10 a 40 ms: El cerebro
percibe los dos sonidos, los integra en un solo “paquete” de información y
se entiende a la fuente sonora como de mayor ancho espacial y se empieza
a ubicar espacialmente la fuente sonora.
- Cuando el segundo sonido tiene un retardo mayor a 50 ms: El cerebro
percibe los dos sonidos como diferentes (provenientes de fuentes sonoras
distintas) ó percibe el segundo como un “eco” del primero (dependiendo de
la relación de nivel).
El efecto de precedencia posee relevancia dentro del estudio y diseño de salas de
mezcla de música así como en salas de escucha musical ya que este efecto
puede ayudar a enriquecer la experiencia auditiva en gran manera.
4.1.3 Efecto Pinnae.
Antes de comenzar a describir la incidencia e importancia que tiene el efecto
pinnae al momento de elegir un buen refuerzo electro-acústico es necesario
explicar la incidencia que tienen las altas frecuencias en la ubicación espacial de
fuentes sonoras.
En lo que respecta a la localización de fuentes sonoras y de acuerdo a lo que
enuncia la teoría clásica dúplex de la localización, la fase (ϕ) es empleada por el
- 33 -
cerebro para las frecuencias por debajo 1500 Hz y la intensidad (I) es usada
aproximadamente por encima de las frecuencias 4000 Hz. En el rango de
frecuencias cercano a 3000 Hz ninguna señal (ϕ ó I) provee información adecuada
y por ende la localización es pobre.
Ahora bien, entendemos que para el rango de frecuencias medias-altas y altas, su
intensidad y fase son las que permiten la buena percepción de la imagen auditiva.
En 1980 la ingeniera acústica Carolyn Rodgers presenta un paper en la
sexagésimo sexta convención de la Audio Engineering Society el cual trata los
efectos en la localización espacial de fuentes que tiene la Pinna.
El paper presentado por C. Rodgers expone como tesis principal que la pinna (y
sus partes constitutivas, a saber, concha, hélix, antihelix, antitragus etc.) produce
pequeños filtros de peine sobre la señal que incide en ella dependiendo de el
ángulo de incidencia, los cuales son “firmas acústicas” de la localización de la
fuente que produce el estímulo. Entonces vemos el filtro de peine característico
que posee la señal incidente, será función del angulo de incidencia sobre la pinna
ya que esta producirá diferentes retardos los cuales son responsables de dichos
filtros (ver fig. 3).
Fig. 3. Angulo de incidencia sobre pinna y gráfica de respuesta en frecuencia.
- 34 -
En la figura inmediatamente anterior vemos una imagen del filtro de peine creado
por una fuente que se ubica a 90° desde el frente y a nivel de la oreja. En la fig. 4
se aprecia también el efecto que tiene la pinna como atenuador de intensidad para
aquellas fuentes que se encuentran por detrás del oyente (nótese la caída en altas
frecuencias).
Fig. 4. Atenuación en alta frecuencia debido a la sombra de la pinna.
Los efectos en la localización espacial de fuentes que tiene la pinna tienen gran
relevancia. C. Rodgers expone también que existen ciertos altavoces los cuales
debido a una pobre ubicación (alineación), centros acústicos desplazados ó por
efectos de difracción de borde, crean filtros de peine en señales que reproducen
los cuales son muy semejantes a los creados por la pinna con fines de ubicación
espacial. En la fig. 5. a) se observa el filtro de peine creado por la pinna para una
fuente que se encuentra ubicada a nivel del oído y a 45° desde el frente; b) Un
ejemplo de las aberraciones espectrales que ocurren cuando dos drivers se
encuentran mal alineados.
- 35 -
Fig. 5. Similitud de comb filters causados por efecto pinna y difracción de borde.
Como se ve, unos altavoces que se encuentren mal posicionados o que se
encuentren mal diseñados (física y acústicamente) pueden producir filtros de peine
similares a los que emplea la pinna con el fin de ubicar espacialmente de manera
correcta las fuentes sonoras, degenerando esto inevitablemente en la
imposibilidad de generar imágenes estéreo (o surround) claras y precisas o en el
mejor de los casos generarán imágenes acústicas borrosas y faltas de
profundidad.
Los fenómenos antes expuestos permiten tener clara la necesidad de escogencia
de unos altavoces con buen desempeño acústico y de un buen diseño en cuanto a
su ubicación teniendo en cuenta las condiciones acústicas (tiempo de
reverberación) y físicas (geometría, mobiliario etc.) del lugar donde se han de
instalar.
- 36 -
ACÚSTICA
4.1.4 Absorción de los materiales6
La absorción que sufren las ondas sonoras cuando inciden sobre los distintos
materiales absorbentes utilizados como revestimientos de las superficies límite del
recinto, así como su dependencia en función de la frecuencia, varían
considerablemente de un material a otro también en dependencia al espesor del
material, su densidad, su porosidad y la distancia a la pared rígida. En
consecuencia, la correcta elección de los mismos permitirá obtener, en cada caso,
la absorción más adecuada en todas las bandas de frecuencias de interés.
Se ha de entender primero que la mayor absorción acústica se produce cuando el
máximo de velocidad de una onda se encuentra con el material absorbente, esto
sucede en λ/4. En esta parte de la onda, las partículas que transportan la onda de
presión es donde tienen mayor velocidad y al interponer en este sitio un material
que presente una impedancia acústica mayor a la del aire en sí, se lograran
niveles de absorción considerables para la frecuencia en cuestión.
.
4.1.4.1 Variación de la absorción en función del espesor.
Teniendo en cuenta que la mayor absorción se presenta cuando un material
absorbente está situado en coincidencia con la distancia λ/4 de la onda incidente,
es decir cuando D= λ/4; entonces es de entenderse que a fin de controlar
frecuencias bajas (longitudes de onda grandes) son necesarios espesores de
material grandes.
6 Carrión Antoni, Diseño Acústico de Espacios Arquitectónicos, México, Alfaomega, 2001.
- 37 -
Fig. 6. Espesor de material menor a un cuarto de lambda.
En la figura anterior vemos una onda incidente y un material cuyo espesor es
D<<λ puesto sobre una pared rígida. En este caso no se presenta absorción
considerable puesto que el pico de velocidad de la onda no se encuentra en
coincidencia con el espesor del material.
Fig. 7. Espesor del material igual a un cuarto de lambda.
En la figura anterior se aprecia el mismo material, sin embargo ahora incide sobre
él una onda cuyo λ/4=D. En este caso se presentan mayores niveles de absorción
acústica.
- 38 -
4.1.4.2 Variación de la absorción en función de la porosidad.
Partiendo de la misma hipótesis anterior en cuanto a la situación del material, al
aumentar su porosidad también aumenta la absorción a todas las frecuencias. En
la figura siguiente (fig. 8) se aprecia la absorción de un material en función de la
frecuencia con tres grados diferentes de porosidad.
Fig. 8. Absorción de diferentes materiales porosos.
4.1.4.3 Variación de la absorción en función de la densidad.
Si la densidad del material es baja, existen pocas pérdidas por fricción y, en
consecuencia, la absorción es pequeña. A medida que la densidad va
aumentando, se produce un incremento progresivo de absorción hasta llegar a un
valor límite, a partir del cual la absorción disminuye, debido a que existe una
menor penetración de la onda sonora en el material, es decir, una mayor reflexión
de energía.
- 39 -
Fig. 9. Absorción de materiales con densidades diferentes.
En la figura anterior se aprecia la absorción de un material en dos situaciones de
densidades diferentes.
4.1.4.4 Variación de la absorción en función de la distancia a la pared rígida.
En situaciones donde se tienen problemas de reverberación en baja frecuencia
(longitudes de onda grandes) se necesitaría de materiales con espesores
considerables los cuales resultarían en grandes sobre costos hablando en
términos económicos. Una solución al inconveniente anterior, y teniendo en cuenta
la premisa expuesta en el punto 4.1.4.1, sería la de emplear un material con
espesor comercial pero situándolo dilatado desde la pared rígida.
Empleando los conceptos expuestos anteriormente, lograremos incrementar el
coeficiente de absorción de un material para las bajas frecuencias situándolo a
una distancia “d” desde la pared rígida sabiendo que la mayor absorción se
producirá para la frecuencia en la cual λ/4=d.
- 40 -
Fig. 10. Espaciamiento de material a un cuarto de lambda desde el muro rígido.
En esta configuración se logra extender el coeficiente de absorción del material en
baja frecuencia (ver fig. 11.).
Fig. 11. Diferentes espaciamientos de material absorbente.
4.1.5 CATT-Acoustic.
Software de predicción acústica. Dicho software usa la teoría de rayos y
ondulatoria para predecir un evento acústico probable a suceder en un recinto
dado, teniendo en cuenta las características estructurales del recinto tales como
sus dimensiones, su geometría, los coeficientes de absorción de sus materiales,
las características de directividad de la fuente, entre otras.
- 41 -
4.1.6 Criterio LEDE (Live End, Dead End)7
El criterio LEDE (lado vivo y lado muerto, por sus siglas en ingles consiste en
lograr una zona con muy poca reverberación (Rt ≤ 0.4 seg.) al frente de la sala
donde se ubican los monitores así como el mueble de los equipos y una zona
difusa-reverberante en la parte posterior de la misma. Este criterio fue estudiado y
propuesto por Don Davis y Chips Davis (sin relación) con base en estudios hechos
por Carolyn Rodgers los cuales demostraban que el TEF (Energy Frequency Time,
tiempo energía frecuencia) dentro de una sala en muchas ocasiones tenían
incidencia sobre la capacidad del cerebro de localizar espacialmente una fuente
sonora.
Tal y como se expuso anteriormente, el criterio LEDE busca proveer al ingeniero
de una zona libre de las ya conocidas y perjudiciales reflexiones especulares
tempranas y más bien rica en reflexiones difusas tardías. Debido a que el
concepto LEDE se hizo público posterior al criterio RFZ, es muy común
encontrarse con salas que emplean una suerte de híbrido entre estos dos
conceptos obteniéndose así salas de control con superficies deflectoras de sonido
y superficies absorbentes al frente y superficies difusoras en la parte posterior. En
la imagen siguiente observamos lo mencionado.
.
7 Phillip Newell, Recording Studio Design, Segunda edición, Focal Press, Oxford, 2008. 353 p.
- 42 -
Fig. 12. Esquema de configuración LEDE.
Tal y como vemos en la fig. 12 se aplican los dos conceptos a fin de proveer un
espacio de escucha relativamente limpio en cuanto a interferencias nocivas con la
señal directa.
El criterio LEDE así como el RFZ se emplean principalmente en salas de
reproducción estéreo, no obstante es deseado que incluso en salas de
reproducción surround (4 canales o más) se provean zonas con poca interferencia
debido a reflexiones tempranas.
4.1.7 Criterio RFZ.
Dentro de los criterios que se emplean al momento de diseñar espacios
arquitectónicos con el fin de ser salas de control y/o mezcla de sonido
encontramos el criterio RFZ (zona libre de reflexiones por sus siglas en ingles). El
- 43 -
criterio RFZ consiste, tal y como el nombre lo indica, en crear una zona libre de
reflexiones para el ingeniero de mezcla pues como ya hemos visto, las reflexiones
tempranas indeseables pueden llegar a “colorear” la señal directa al momento de
crear cancelaciones (interferencia destructiva) en el punto donde se sienta el
ingeniero.
Las interferencias destructivas causantes del fenómeno de Comb filtering pueden
ser debidas a reflexiones no solo en los muros laterales o techo del estudio sino
también a reflexiones provenientes de mobiliario cercano tal como el mueble
donde descansa la consola, computador, monitores o demás elementos.
Este criterio tiene mucha similitud con el criterio LEDE (Live End, Dead End) ya
que el fin de ambos es el de librar al ingeniero de una señal interferida y
coloreada.
4.1.8 Curvas NC.
“Las curvas NC son, además, utilizadas de forma generalizada para establecer los
niveles de ruido máximos recomendables para diferentes tipos de recintos en
función de su aplicación (oficinas, salas de conferencias, teatros, salas de
conciertos, etc.)”8
8 Carrión Antoni, “Diseño Acústico de Espacios Arquitectónicos”, Ediciones UPC, Barcelona, 1998, 42p.
, (fig. 13.).
- 44 -
Fig. 13. Curvas NC.
4.1.9 Curvas RC9
Las curvas RC han sido desarrolladas para reemplazar a las curvas NC a fin de
calificar el ruido producto del funcionamiento de los sistemas de aire
acondicionado en espacios desocupados. Adicional a la información provista de la
curva a la que pertenece el ruido de fondo de un sitio, las curvas RC proveen
información acerca del tipo de ruido que se presenta dentro del lugar agregando la
letra “R” cuando el sonido presenta componentes fuertes en baja frecuencia, “H”
.
9 Biesy Hansen, Engineering Noise Control: Theory and practice. Quinta edición. Spon Press. Londres, 2009.
- 45 -
cuando el sonido presenta componentes fuertes en alta frecuencia y “N” cuando
no ocurre ninguna de las dos situaciones anteriores.
Fig. 14. Curvas RC.
4.1.10 Comb Filtering (Filtro de peine)10
El efecto de una señal retrasada respecto a la original sea por una reflexión o por
la distancia de llegada hasta un segundo receptor es a menudo llamada “Comb
.
10 Sinclair Ian, Audio Engineering, Primera edición, Elcevier Inc. Oxford, 2009. 45p.
- 46 -
Filtering” (filtro de peine). El filtro de peine es un fenómeno de estado estable.
Tiene poca aplicación al campo de la música o del discurso los cuales a menudo
son fenómenos transitorios.
El efecto de filtro de peine consiste en la interferencia destructiva que se presenta
cuando en un mismo punto convergen una señal directa (original) y una retrasada
(reflexión) las cuales en dependencia de la distancia y de la frecuencia
presentaran cancelaciones y sumatorias.
Las cancelaciones se presentan cuando con base en una misma frecuencia, la
señal reflejada llega con una diferencia de fase de 180°. Cuando se presenta la
anterior situación se aprecia una figura característica que adicionalmente le da
nombre a este fenómeno.
Fig. 15. Efecto de filtro de peine.
- 47 -
4.1.11 Eco flotante11
El eco flotante (“flutter echo”) consiste en una repetición múltiple, en un breve
intervalo de tiempo, de un sonido generado por una fuente sonora, y aparece
cuando ésta se sitúa entre dos superficies paralelas, lisas y muy reflectantes.
En la fig. 16 se observa la curva energía-tiempo ETC ilustrativa de la existencia de
eco flotante.
.
Fig. 16. Repeticiones debido a eco flotante.
4.1.12 Modos propios de una sala.
“La combinación de ondas incidentes y reflejadas en una sala da lugar a
interferencias constructivas y destructivas o, lo que es lo mismo, a la aparición de
las denominadas ondas estacionarias o modos propios de la sala. Cada modo
propio va asociado a una frecuencia, igualmente denominada propia, y está
11 Carrión Antoni, “Diseño Acústico de Espacios Arquitectónicos”, Ediciones UPC, Barcelona, 1998. 56p.
- 48 -
caracterizado por un nivel de presión sonora SPL que varía en función del punto
considerado”12
• Modo Axial: Relaciona dos superficies, es decir, cuando el volumen de aire
en un cuarto se divide en dos partes, la parte media actua como una masa
que oscila entre los extremos y es resistido por la rigidez de las partes
extremas que actúan como un resorte, en las paredes no existen
componentes de velocidad, por eso la energía es totalmente potencial, la
energía se intercambia ahora cíclicamente entre los dos componentes de
aire
.
Existen tres tipos de modos:
13
• Modo Tangencial: Relaciona cuatro superficies, la presión sonora es de -
3dB con el modo axial
.
14
• Modo Oblicuo: Incluyen reflexiones secuenciales entre tres o más
superficies, la presión sonora en relación con el modo axial es -6dB
.
15
La frecuencia de resonancia en cuartos rectangulares con superficies infinitamente
rígidas es:
𝑓𝑓𝑓𝑓 = �𝐶𝐶𝐶𝐶2 ��(
𝑓𝑓𝑛𝑛𝑙𝑙𝑛𝑛 )2 + (
𝑓𝑓𝑛𝑛𝑙𝑙𝑛𝑛 )2 + (
𝑓𝑓𝑛𝑛𝑙𝑙𝑛𝑛 )2
Donde: Fn: Frecuencia de resonancia [Hz] Co: Velocidad del sonido [m/s] Lx, ly, lz: Dimensiones del cuarto [m] Nx, ny, nz: modos
.
12 Carrión Antoni, “Diseño Acústico de Espacios Arquitectónicos”, Ediciones UPC, Barcelona, 1998. 56p. 13 GIL Gonzalez constancio. Acondicionamiento acústico; 1989. 96p. 14 Ibid. 97p. 15 Ibid. 97p.
- 49 -
4.1.13 Reflexiones tempranas16
Al analizar la evolución temporal del sonido reflejado en un punto cualquiera del
recinto objeto de estudio, se observan básicamente dos zonas de características
notablemente diferenciadas: una primera zona que engloba todas aquellas
reflexiones que llegan inmediatamente después del sonido directo, y que reciben
el nombre de primeras reflexiones o reflexiones tempranas (“early reflections”), y
una segunda formada por reflexiones tardías que constituyen la denominada cola
reverberante.
Si bien la llegada de reflexiones al punto en cuestión se produce de forma
continua, y por tanto sin cambios bruscos, también es cierto que las primeras
reflexiones llegan de forma más discretizada que las tardías, debido a que se trata
de reflexiones de orden bajo (habitualmente, orden ≤ 3). Se dice que una reflexión
es de orden “n” cuando el rayo sonoro asociado ha incidido “n” veces sobre las
diferentes superficies del recinto antes de llegar al receptor.
Desde un punto de vista práctico, se suele establecer un límite temporal para la
zona de primeras reflexiones de aproximadamente 70 ms desde la llegada del
sonido directo, aunque dicho valor varía en cada caso concreto en función de la
forma y del volumen del recinto.
.
16 Carrión Antoni, “Diseño Acústico de Espacios Arquitectónicos”, Ediciones UPC, Barcelona, 1998. 49p.
- 50 -
Fig. 17. Curva en el tiempo de las reflexiones tempranas y tardias.
4.1.14 Requerimientos Acústicos para aprobación de Dolby Inc.
La empresa Dolby Inc., una de las pioneras en cuanto a la normalización de este
tipo de salas, posee ciertos estándares los cuales al momento de cumplirse por
parte de la sala de mezcla, la misma se hace merecedora de una certificación por
parte de esta empresa. Dolby Inc. tiene varios niveles de certificación de los
cuales depende la rigurosidad del cumplimiento de los estándares y dependiendo
de los cuales varían los parámetros a cumplir. Tales niveles de certificación son:
- Dolby Studio.
- Dolby Studio (Commercials and Trailers Only).
- Dolby Premier Studio.
- 51 -
Los niveles obedecen a las siguientes capacidades por parte de los estudios.
Dolby Studio: Capacidad de mezclar en formato estéreo y surround producciones
musicales principalmente y pequeños cortometrajes.
Dolby Studio (Commercials and Trailers Only): Capacidad para mezclar en
formato estéreo y surround desde producciones musicales hasta comerciales
televisivos y trailers de películas.
Dolby Premier Studio:
• Requerimientos Acústicos.
Capacidad de mezclar en formato estéreo y surround todo
tipo de producciones tanto de audio como de video. Es la certificación más alta e
importante de Dolby Inc. y es dada a instalaciones muy selectas.
Tal y como se aprecia anteriormente, los niveles de certificación son muy
explícitos en tanto a las prestaciones que se le reconocen a la sala al momento de
ser certificada. El objetivo de este proyecto será el de proponer los cambios y
modificaciones necesarias a fin de cumplir con los requerimientos expuestos por
Dolby Inc. para el nivel de Dolby Studio (Commercials and Trailers Only), ya
que para el Dolby Premier Studio no se cumple con el volumen ni el área de piso
necesaria.
Luego de tener en claro el nivel de aprobación con el cual se desea cumplir, es
necesario saber cuáles son los requerimientos para dicho nivel en cuanto a la
parte acústica. Con este fin, se contacta vía e-mail directamente con los cuarteles
generales de Dolby Inc. en Reino Unido (United Kingdom) en Mayo de 2009 y se
reciben por parte de ellos archivos en formato .pdf (Portable Document Format) y
Excel los requerimientos para cada una de los niveles de certificación.
Luego de revisar los requerimientos por parte de Dolby Inc. en cuanto a las
características acústicas que debe poseer la sala que desee certificarse como
- 52 -
Dolby Studio (Comms. And Trailers Only), de acuerdo al archivo suministrado por
ellos, tenemos.
- Ruido de fondo: No debe exceder los niveles máximos establecidos por la
curva NC – 25 medidos de acuerdo con la norma ISO 9568.
- Tiempo de Reverberación: El tiempo de reverberación debe estar dentro
de un rango establecido por Dolby Inc. el cual se obtiene a partir del tiempo
de reverberación medido para la banda de 500 Hz y es función del volumen
total del recinto tal y como se aprecia en la siguiente figura.
Fig. 18. Tiempo de reverberación en función del volumen; requisito de Dolby Inc.
Aparte de los dos requerimientos antes expuestos en cuanto a la acústica del
lugar, no se encuentra ningún otro requerimiento.
El documento en formato Excel provisto por Dolby Inc. se tomara como
herramienta dentro del proceso de diseño.
- 53 -
4.1.15 Resonadores.
Los resonadores son elementos absortores acústicos, se presentan como un
sistema masa resorte. Existen dos tipos de resonadores, de membrana y
Helmholtz. La principal característica es que pueden ser afinados a una frecuencia
específica (f0) en la cual son más efectivos.
• Resonador de membrana.
Está formado por un panel de material no poroso y flexible, como ejemplo la
madera, montado a una cierta distancia de una pared rígida con objeto de dejar
una cavidad cerrada de aire entre ambas superficies.
Cuando una onda sonora incide sobre el panel, éste entra en vibración como
respuesta a la excitación producida. Dicha vibración, cuya amplitud depende
principalmente de la frecuencia del sonido y es máxima a la frecuencia de
resonancia, provoca una cierta deformación del material y la consiguiente pérdida
de una parte de la energía sonora incidente, que se disipa en forma de calor.
Fig. 19. Resonador de membrana.
- 54 -
La ecuación mediante la cual se calcula el resonador es la siguiente:
𝑓𝑓0 = 𝑐𝑐
2𝜋𝜋�𝜌𝜌𝑚𝑚𝑚𝑚
Donde: c = Velocidad del sonido. ρ = Densidad del aire. m = Masa por unidad de superficie del panel (en Kg/m2). d = Distancia del panel a la pared rígida (en cm).
La absorción presentada por estos elementos es aproximadamente el 100% en la
frecuencia de resonancia f0.
• Resonador de Helmholtz.
También llamado resonador simple de cavidad. Está formado por una cavidad
cerrada de aire conectada a la sala a través de una abertura o cuello estrecho. El
aire del cuello se mueve como una unidad y constituye el elemento de masa,
mientras que el aire de la cavidad se comporta como un muelle, constituyendo el
elemento de rigidez. De forma análoga al resonador de membrana, la masa del
aire del cuello junto con la rigidez del aire de la cavidad da lugar a un sistema
resonante que presenta un pico de absorción a la frecuencia de resonancia f0.
Fig. 20. Resonador de Helmholtz.
- 55 -
La ecuación mediante la cual se calcula el resonador es la siguiente:
𝑓𝑓0 =𝑐𝑐
2𝜋𝜋� 𝑆𝑆𝑙𝑙′𝑉𝑉 𝑙𝑙′ = 𝑙𝑙 +
𝜋𝜋𝜋𝜋2
Donde: f0 = Frecuencia de resonancia. c = Velocidad del sonido. S = Sección transversal del cuello. l’ = Longitud efectiva del cuello. l = Longitud del cuello. V = Volumen detrás del cuello.
4.1.16 Silenciadores de flujo de aire17
Los silenciadores de flujo de aire son elementos implementados en el camino que
recorre un caudal gaseoso con el fin de reducir el nivel sonoro que el mismo
transporta. Están compuestos, generalmente, por ductos rectangulares cuyos
acabados de superficies internas son materiales con propiedades absorbentes
acústicas, apoyados sobre materiales muy rígidos. La ecuación siguiente describe
la pérdida por transmisión de un ducto.
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑙𝑙 ~ 1.5𝑃𝑃𝑆𝑆 ∝ 𝑙𝑙
Donde: α = el coeficiente de absorción del material. P = el perímetro con material absorbente. S = el área de flujo libre de la sección transversal. l = la longitud del ducto.
.
17 Munjal, M. L. Acoustics Ducts and Mufflers. Singapore. A. Wiley Interscience Publication. 245p.
- 56 -
Existen diferentes tipos de silenciadores y cada uno con un método distinto de
cálculo del TL que representan. El silenciador de paneles paralelos (Parallel-
Baffle), es uno de los tipos de silenciadores que existen.
Fig. 21. Esquema de silenciador de flujo de aire.
En la figura anterior observamos un esquema de silenciador de paneles paralelos.
La ecuación que describe el TL de este tipo de silenciadores es la siguiente.
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑙𝑙 = 𝑇𝑇ℎ 𝑙𝑙 ℎ⁄ = 𝑇𝑇𝑇𝑇ℎ 𝑙𝑙 ℎ⁄
Donde: 𝑇𝑇ℎ = es la atenuación en una distancia igual a h la cual es la mitad de la dimensión transversal del paso de flujo como se muestra en la fig. 21. l = la longitud del ducto. h = es el ancho de cada canal.
- 57 -
4.1.17 Trampas B.A.S.S. (Trampa de bajos).
La mayoría de recintos pequeños son susceptibles a problemas de reverberación
en bajas frecuencias resultantes de los problemas modales del mismo recinto.
Debido a las longitudes de onda del sonido de baja frecuencia, materiales
absorbentes efectivos requerirían de mucho espacio. Es muy recomendado
emplear absorción en las esquinas de los recintos debido a que estos lugares son
muy pocas veces utilizados en la práctica. Más importante, todos los modos
terminan en las esquinas, por lo cual las hace candidatas ideales para emplear
absorción en baja frecuencia.
Las trampas de bajos son elementos con geometría trapezoidal los cuales se
ubican en las esquinas. Se conforman por un frente fonoabsorbente y fono-
permeable logrando así ubicarse a una distancia “d” que sea igual a λ /4, logrando
así mayor absorción en baja frecuencia. En la fig. 22 se aprecia una vista
isométrica de una trampa de bajos.
Fig. 22. Trampa de bajos.
- 58 -
ELECTRO-ACÚSTICA
4.1.18 Codec de audio18
Es un tipo de códec específicamente diseñado para la compresión y
descompresión de señales de sonido audible para el ser humano. Por ejemplo,
música o conversaciones.
Los códecs de audio se caracterizan por los siguientes parámetros:
.
• Número de canales: un flujo de datos codificado puede contener una o
más señales de audio simultáneamente. De manera que puede tratarse de
audiciones "mono" (un canal), "estéreo" (dos canales, lo más habitual) o
multicanal. Los códec de audio multicanal se suelen utilizar en sistemas de
entretenimiento "cine en casa" ofreciendo seis (5.1) u ocho (7.1) canales.
• Frecuencia de muestreo: de acuerdo con el teorema de Nyquist,
determina la calidad percibida a través de la máxima frecuencia que es
capaz de codificar, que es precisamente la mitad de la frecuencia de
muestreo. Por tanto, cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, mayor
será la fidelidad del sonido obtenido respecto a la señal de audio original.
Por ejemplo, para codificar sonido con calidad CD nunca se usan
frecuencias de muestreo superiores a 44,1 kHz, ya que el oído humano no
es capaz de escuchar frecuencias superiores a 22 kHz.
• Número de bits por muestra. Determina la precisión con la que se
reproduce la señal original y el rango dinámico de la misma. Se suelen
utilizar 8 (para un rango dinámico de hasta 45 dB), 16 (para un rango
dinámico de hasta 90 dB como el formato CD) o 24 bits por muestra (para
109 a 120 dB de rango dinámico). El más común es 16 bits.
18 Moving Picture Experts Group (MPEG), www.mpeg.org, (visitado el 15/05/2009).
- 59 -
• Pérdida. Algunos códecs pueden eliminar frecuencias de la señal original
que, teóricamente, son inaudibles para el ser humano. De esta manera se
puede reducir la frecuencia de muestreo. En este caso se dice que es un
códec con pérdida o lossy codec (en inglés). En caso contrario se dice que
es un códec sin pérdida o lossless codec (en inglés).
4.1.19 Dolby19
Compañía de origen inglés fundada por Ray Dolby en 1965. Creadora y promotora
de diversas tecnologías para uso en audio, asimismo como creadora de
tecnologías en video. Vanguardista en lo que se refiere a la creación y
establecimiento de estándares mundiales para la buena reproducción de corto,
medio y largometrajes tanto en salas de cine como en ambientes caseros. Pionera
en el uso e implementación del sistema de sonido 5.1. Dentro de las tecnologías
que ha ayudado a desarrollar encontramos:
.
• Dolby A/B/C/S-Type NR (Noise Reduction, ‘reducción de ruido’): Sistemas
de reducción de ruido para cintas y casetes analógicos.
• Dolby Digital, también conocido como AC-3 (Audio Codec 3, ‘códec de
audio 3’) y SR-D (Spectral Recording-Digital, ‘grabación espectral digital’):
Sistema que proporciona sonido digital mediante seis canales
independientes (lo que se llama también 5.1). Los tres canales frontales
(izquierda/centro/derecha) proporcionan diálogos claros y nítidos y una
ubicación precisa de los sonidos en pantalla, mientras los canales
envolventes gemelos (trasero izquierda/trasero derecha) rodean al público y
lo sumergen en la acción.
19 www.dolby.com, (visitado el 12/05/2009).
- 60 -
• Dolby Stereo o simplemente Dolby Analog: Es la tecnología óptica
analógica original desarrollada para las copias en 35 mm y que codifica en
cuatro canales de sonido: izquierda/centro/derecha (situados tras la
pantalla) y surround (que se oye por los altavoces ubicados en los laterales
y el fondo de la sala) para el sonido ambiente y efectos especiales. Esta
tecnología también emplea una reducción de sonido de tipo A o SR,
enumeradas más arriba respecto a las cintas de casete analógicas.
Dolby TrueHD: Es la tecnología de codificación sin pérdida de próxima
generación de Dolby. Ofrece una reproducción de sonido idéntica bit a bit con el
master de estudio. Se soportan hasta siete canales independientes a 24-bit/96kHz
más un canal LFE, formando así una disposición 7.1, junto con el soporte a la
interfaz HDMI. Ha sido elegido como formato obligatorio para el estándar HD DVD
y opcional para el Blu-ray. Dolby True HD puede soportar teóricamente más
canales, pero se ha limitado su número a 8 en ambos estándares.
4.1.20 Monitores.
Altavoz o grupo de altavoces usados en el proceso de escucha de una señal de
audio. Son de construcción especial y distinta a los demás altavoces ya que estos
deben reproducir la señal de audio de manera más fiel, para así no provocar
errores al momento de la mezcla. Generalmente de 2 vías. Se dividen en
monitores de campo cercano y de campo lejano, generalmente siendo un par
estéreo (L y R) pero alcanzando a ser de hasta 7 o más, dependiendo del formato
en el que se mezcle. En salas de mezcla en formato 5.1 la disposición de los
altavoces debe seguir los siguientes parámetros: Altavoz C (centro) sobre el eje de
escucha a 0°; altavoces L y R (izquierda y derecha) a 30° a lado y lado desde el
- 61 -
eje central; Altavoces Ls y Rs (izquierda surround y derecha surround) entre 100°
y 120° a lado y lado desde el eje central (ver fig. 23).
Fig. 23. Ubicación de altavoces surround.
4.1.21 Sistema de sonido 5.120
En sistemas de sonido Surround, como los habituales y caseros home cinema, 5.1
hace referencia a la forma en que es distribuido el sonido. En este caso, 5
.
20 Surround sound, past, present and future, Dolby INC. Documento en formato .pdf provisto por Dolby Inc.
- 62 -
altavoces que tratan de forma independiente un rango determinado de
frecuencias. Cuando se trata de 5 altavoces se distribuyen del siguiente modo:
central (emite sonidos medios o de voz), delantero izquierdo y derecho (emite
sonidos de todo tipo, a excepción de los bajos), trasero izquierdo y derecho
(emiten sonidos de ambientación). Por último, el ".1" hace referencia al canal de
subwoofer (emite todos los sonidos con frecuencias aproximadamente hasta los
100 Hz).
Aunque los cinemas y los teatros caseros se diferencian en las dimensiones de los
mismos y en los equipos, aun así se mantienen similitudes en cuanto a la
configuración (ubicación) de los mismos. Esto es imperativo a fin de que la
experiencia obtenida auditivamente por un corto-medio o largometraje sea muy
similar sin importar el espacio.
Imagen 3. Sistema Dolby en una sala de cinema.
Imagen 4. Sistema Dolby en una sala de hogar.
- 63 -
Vemos que en un cinema la configuración de altavoces tiene el fin de brindar
cobertura auditiva a toda la sala empleando altavoces duplicados o de relevo
(imagen 3). En un teatro en casa ocurre lo mismo sin embargo debido a las
dimensiones menores a las de un cinema, el número de altavoces y su potencia
es menor (imagen 4), no obstante la configuración es la misma.
Tal y como se ha observado, en la etapa de reproducción de un sistema 5.1
existen parámetros que deben mantenerse constantes sin importar el sitio de
reproducción. A fin de que la producción llegue al usuario (espectador) tal y como
la concibió el productor, en la etapa de producción y mezcla de la banda sonora de
audio en formato 5.1 también deben mantenerse sistemas acústicos y electro-
acústicos constantes.
4.1.22 THX21
Es el nombre comercial de un estándar de sonido de alta fidelidad usado en
películas, salas de reproducción profesionales, en videojuegos y en los sistemas
de audio de los automóviles. THX fue creado por Tomlinson Holman, de la
compañía Lucasfilm en 1983 para asegurarse que la banda sonora de la tercera
película de la saga Star Wars (El retorno del Jedi), se pudiera escuchar en las más
óptimas condiciones. THX NO se ocupa de la normalización de salas de mezcla
de producciones en formato 5.1 sino en la normalización de salas de cinema
donde tales producciones se presntan.
.
4.1.23 Ubicación de los Altavoces Dentro de la Sala.
El tema de ubicación de altavoces dentro de una sala con fines de escucha sea
para mezcla o simplemente para entretenimiento es uno que debe tratarse con
21 www.thx.com, (visitado el 12/05/2009).
- 64 -
cuidado ya que el comportamiento modal de la sala tiene gran influencia en el
rendimiento y respuesta de los mismos.
Los problemas causados por los modos de una sala y la ubicación de los
altavoces dentro de la misma son motivo de estudio por parte de Masataka
Nakahara y Akira Omoto en el paper que presentaron conjuntamente en la
vigésimo cuarta conferencia de audio multicanal de la Audio Engineering Society.
En el paper presentado por Nakahara y Omoto se abordan temas que son
relevantes a la presente tesis, los tales son: Incidencia de modos de resonancia,
manejo y corrección de bajas frecuencias, ubicación de altavoces, ubicación de
altavoces para canales surround, errores de “fuera de eje”, entre otros.
• Pérdidas en baja frecuencia debido cancelaciones por modos de
resonancia.
Dentro de las mediciones hechas por los autores del paper, se encuentran
mediciones hechas a salas de mezcla en formato surround (5.1) y tal y como se
puede apreciar en la gráfica siguiente, es posible que en el punto de escucha del
ingeniero, se generen “huecos” acústicos debido a modos de resonancia.
Fig. 24. Valle de presión en 100 Hz.
- 65 -
Fig. 25. Valle de presión en 100 Hz para la posición del ingeniero.
Tal y como se aprecia en la franja de 100 Hz (fig. 24) existe un valle de presión
para los altavoces LS/RS causado por un modo de resonancia tal y como se
observa en la fig. 25; así se aprecia entonces que los altavoces surround ubicados
en cuartos pequeños a menudo excitan un modo de la sala, principalmente porque
se encuentran situados en/sobre un lado del muro el cual no tiene suficiente
acabado absorbente.
A fin de evitar y corregir este tipo de problemas en baja frecuencia (100 Hz y
alrededores) sería necesario implementar un material absorbente de al menos
0.85 m de grosor o emplear una trampa acústica para bajos, sintonizada a 100 Hz.
• Bass Management.
Un tema que tiene mucha incidencia sobre las bajas frecuencias es el del manejo
de los bajos (bass management). El verdadero efecto de baja frecuencias (LFE,
Low Frecuency Effect por sus siglas en ingles) del sub-woofer esta dado por una
diferencia que debe existir entre el canal LFE y el canal C. Tales efectos se
obtienen empleando un Bass Management Controller el cual le brinda una
ganancia de +10 dB al canal LFE.
- 66 -
Fig. 26. Circuito de Bass Management.
En las figuras siguientes observamos la diferencia en respuesta en frecuencia de
los canales LFE y C para dos estudios diferentes, uno sin bass management (fig.
27) y uno con este (fig. 28).
Fig. 27. Sistema sin Bass Management.
- 67 -
Fig. 28. Sistema con Bass Management.
• Ubicación de los altavoces de surround.
Como se ha visto anteriormente (pág. 60), según ITU-R BS.775-1 el
posicionamiento de los altavoces surround (LS, RS) obedecen a una angulación
desde el canal central de 100° a 120°. Este y otras disposiciones de altavoces
surround son materia de estudio en el paper presentado por Masataka y Omoto.
Existen cuatro configuraciones de altavoces surround las cuales proveen de
ambientes envolventes diferentes.
-
En este tipo de configuración se ubican los altavoces surround a 100-120°, a 135°
desde el centro ó a 150° desde el centro.
Ambiente surround directo.
- 68 -
Fig. 29. Ambiente surround directo.
Fig. 30. Configuración a +/-100° o +/- 120°.
Empleando esta configuración de altavoces surround se logran los siguientes
patrones polares de intensidad.
A +/-100 / +/-120°:
- 69 -
Fig. 31. Presión sonora para diferentes configuraciones de funcionamiento.
Tal y como se aprecia en la línea roja, al momento de funcionar los canales LS,
RS y C, la imagen auditiva se torna centro-frontal lo cual resta ambiente
envolvente a la configuración de altavoces.
Fig. 32. Configuración a +/-135°.
A +/-135°:
Empleando esta configuración de altavoces surround se logran los siguientes
patrones polares de intensidad.
- 70 -
Fig. 33. Presión sonora para diferentes configuraciones de funcionamiento.
En esta ocasión se aprecia que al momento de emplear los canales LS, RS y C
(línea roja) la imagen auditiva no se concentra fácilmente en la parte frontal,
permitiendo buena espacialización en la parte posterior.
A +/-150°:
Esta configuración supone emplear los canales surround aún más cerrados atrás.
Si se traza una línea imaginaria que corta de manera vertical al escucha desde el
extremo derecho hasta el extrmemo izquierdo, se aprecia claramente que la
ubicación de los altavoces surround a +/-150° desde el centro es un reflejo de la
ubicación de los altavoces L y R a 30°.
Empleando esta configuración se obtienen los siguientes patrones polares de
intensidad.
- 71 -
Fig. 34. Presión sonora para diferentes configuraciones de funcionamiento.
En esta ocasión la configuración de un fuerte sentido hacia la dirección trasera ya
que como se aprecia con la línea azul, al momento de emplear los canales L, R,
LS y RS se crea una imagen bastante marcada hacia la parte trasera del escucha.
-
En esta configuración de altavoces se emplean dos altavoces por canal surround,
ubicándose a +/- 110° y a +/-150° lo cual crea entonces la imagen virtual de tener
un solo par de altavoces ubicados a +/-130° pero permitiendo así un mayor
envolvimiento y una sensación de paneo en 360° completo.
Ambiente surround difuso.
Fig. 35. Ambiente surround difuso.
- 72 -
Fig. 36. Configuración a +/-110° y +/-150°.
Empleándose esta configuración de altavoces se obtienen los siguientes patrones
polares de intensidad.
Fig. 37. Presión sonora para diferentes configuraciones de funcionamiento.
Vemos ahora que la cobertura dada por los altavoces surround, línea verde, es un
poco más amplia que en las configuraciones anteriores, asimismo vemos que al
momento de emplear los canales LS, RS, L y R la imagen auditiva no tiende a
desplazarse hacia la parte trasera sino que se mantiene al frente. La imagen
auditiva al momento de emplear los canales LS, RS y C, se mantiene en la parte
- 73 -
trasera del escucha, lo cual permite que se tenga un envolvimiento adecuado en
todos los 360° que le rodean.
Una de las desventajas del campo envolvente difuso es que no se pude tener la
“ultima” compatibilidad con las diferentes ubicaciones de altavoces, no obstante la
configuración de campo difuso tiene buenas compatibilidades con otra variedad de
ubicaciones de altavoces incluyendo varios tipos de surround directo. Adicional a
lo anterior, cuando se reproduce contenido de programa creado en un ambiente
de surround difuso, no se requieres exacta precisión de ubicación de altavoces por
parte del usuario final.
• Direccionamiento de altavoces.
Debido al fenómeno que presenta el patrón direccional de un altavoz a medida
que se incrementa la frecuencia, volviéndose mas direccional en este caso, es
necesario tener en cuenta la dirección en la cual apuntan los altavoces luego de
situarlos dentro de la sala. Debido a que el tweeter es la parte del altavoz
encargada de la reproducción de frecuencias altas, es en base a esta que se
realiza el posicionamiento.
El tweeter de los altavoces debe ir apuntando directamente hacia el oído del
ingeniero, sin importar la altura o distancia que exista entre ambos.
Fig. 38. Direccionamiento de monitores respecto del escucha.
- 74 -
En la figura inmediatamente anterior se aprecia el correcto direccionamiento que
deben tener los altavoces (izq.) y el posicionamiento incorrecto (der.).
En cuanto al direccionamiento y distanciamiento de los altavoces desde el punto
del ingeniero, todos deben ubicarse a la misma distancia de este. En caso de no
ubicarse así, se presentarían cancelaciones que harían confuso el panorama
sonoro percibido por el ingeniero.
Fig. 39. Ubicación de monitores respecto del escucha.
En la figura inmediatamente anterior se aprecia la correcta distribución y
distanciamiento de los altavoces hasta el punto de escucha (izq.) y la distribución
incorrecta (der.).
- 75 -
5 DESARROLLO INGENIERIL
Descripción del procedimiento de medición.
A continuación se presenta una breve descripción de los procedimientos que se
emplearon al momento de realizar las mediciones necesarias para el presente
proyecto. Se dividen en mediciones realizadas para aislamiento y para
acondicionamiento. Se enuncian de manera pertinente y oportuna las normas,
criterios o conceptos acústicos que se toman como referencia para realizar de
manera correcta las mediciones toda vez que dichas normas o conceptos sean
relevantes al procedimiento de medición en cuestión.
5.1 PRIMERAS MEDICIONES DE ACONDICIONAMIENTO.
Como primer proceso y a manera de inspección, se realizan mediciones de
parámetros acústicos a fin de evaluar cual de las tres salas de control se
encuentra más próxima al cumplimiento con los requerimientos de Dolby Inc. (ver
cap. 4.1.14).
A continuación se presentan los resultados obtenidos de las mediciones de
parámetros acústicos en las salas de control de los estudios de la Universidad de
San Buenaventura sede Bogotá D.C. Ver en ANEXO 1 fotos de las mediciones.
5.1.1 Información general medición ISO 3382 estudio Básico.
Nombre y ubicación: Control Room estudio Básico. Ubicado en los sótanos del
edificio Guillermo de Ockam en la sede Bogotá de la Universidad de San
buenaventura.
- 76 -
Plano esquemático de Control Room Básico. Escala 1:125.
Volumen del recinto: 100 m3 aprox.
Materiales presentes: En muros se encuentra variedad de elementos con
acabados en madera, paño Escorial tipo HILAT y pañete sobre mampostería. En
techo se encuentra paño Escorial HILAT, pañete sobre mampostería y módulos de
cielorraso en fibra mineral.
Estado de ocupación: Durante las mediciones el recinto se encontraba vacío y
en el interior solo se ubicaban dos ingenieros quienes desarrollaban la prueba.
Situación sistemas variables: Durante las mediciones todas las luces se
encontraban encendidas, los equipos de HVAC apagados, no existen cortinas o
sistemas de refuerzo de reverberación.
- 77 -
Temperatura y humedad relativa: 19°C y 70.0% respectivamente.
Tipología de fuente: La fuente empleada para las mediciones fue una cabina
auto-amplificada marca JBL modelo EON 15 la cual se dispuso inclinada hacia
una esquina formada por el muro posterior y el suelo del lugar.
Señal empleada: La señal empleada fue Long Sine Sweep (LSS)
reproduciéndose por una ventana de tiempo mayor a 5 segundos.
Cobertura espacial de medida: Se dispuso emplear 4 posiciones de micrófono
para registrar las mediciones espaciándolas y distribuyéndolas de manera
uniforme dentro del recinto. Las distancias desde las posiciones de micrófono
hasta las superficies reflejantes no fueron menores a 2 m. La altura de los
micrófonos fue de 1.75 m.
Descripción de equipos: Se emplearon micrófonos para medición marca
Behringer modelo ECM 8000, cabina auto-amplificada marca JBL modelo EON 15
y se la producción y recepción de señal se realizó mediante un laptop marca HP
modelo mini con ayuda del software Adobe Audition y el plug-in Aurora.
Fecha de medición y organismo que la lleva a cabo: La medición fue hecha el
01-08-2009 por los estudiantes de ingeniería de sonido de IX semestre Arturo
José Saladén Orduz y Gineth Viviana Torres Moreno.
5.1.1.1 Tablas de resultados. Rt
Medición Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 Rt [seg] 0,46 0,3 0,28 0,32 0,24 0,25 0,27 0,26 -
Med 2 Rt [seg] 0,46 0,29 0,28 0,24 0,24 0,25 0,25 0,28 0,51
Med 3 Rt [seg] 0,45 0,33 0,29 0,24 0,21 0,23 0,26 0,25 0,39
Med 4 Rt [seg] 0,44 0,33 0,29 0,22 0,21 0,24 0,26 0,24 0,3
Media Rt [seg] 0,453 0,313 0,285 0,255 0,23 0,24 0,26 0,26 0,4
Tabla 1. Rt medido.
- 78 -
Ruido de Fondo
Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 [dB] 16,9 17,5 19,3 19,6 24,8 22,9 24,1 24,5 18,5
Med 2 [dB] 18,5 18 20,5 19,9 24,9 22,7 24,1 24,3 18,5
Media [dB] 17,7 17,75 19,9 19,75 24,9 22,8 24,1 24,4 18,5
Tabla 2. Ruido de fondo medido.
5.1.2 Información general medición ISO 3382 estudio Hibrido.
Nombre y ubicación: Control Room estudio Hibrido. Ubicado en los sótanos del
edificio Guillermo de Ockham en la sede Bogotá de la Universidad de San
buenaventura.
- 79 -
Plano esquemático de Control Room Híbrido. Escala 1:125.
Volumen del recinto: 160 m3 aprox.
Materiales presentes: En muros se encuentra variedad de elementos con
acabados en madera, paño Escorial tipo HILAT y pañete sobre mampostería. En
techo se encuentra paño Escorial HILAT, pañete sobre mampostería y módulos de
cielorraso en fibra mineral.
Estado de ocupación: Durante las mediciones el recinto se encontraba vacío y
en el interior solo se ubicaban dos ingenieros quienes desarrollaban la prueba.
- 80 -
Situación sistemas variables: Durante las mediciones todas las luces se
encontraban encendidas, los equipos de HVAC apagados, no existen cortinas o
sistemas de refuerzo de reverberación.
Temperatura y humedad relativa: 20°C y 67.0% respectivamente.
Tipología de fuente: La fuente empleada para las mediciones fue una cabina
auto-amplificada marca JBL modelo EON 15 la cual se dispuso inclinada hacia
una esquina formada por el muro posterior y el suelo del lugar.
Cobertura espacial de medida: Se dispuso emplear 4 posiciones de micrófono
para registrar las mediciones espaciándolas y distribuyéndolas de manera
uniforme dentro del recinto. Las distancias desde las posiciones de micrófono
hasta las superficies reflejantes no fueron menores a 2 m. La altura de los
micrófonos fue de 1.75 m.
Descripción de equipos: Se emplearon micrófonos para medición marca
Behringer modelo ECM 8000, cabina auto-amplificada marca JBL modelo EON 15
y se la producción y recepción de señal se realizó mediante un laptop marca HP
modelo mini con ayuda del software Adobe Audition y el plug-in Aurora.
Fecha de medición y organismo que la lleva a cabo: La medición fue hecha el
08-10-2009 por los estudiantes de ingeniería de sonido de IX semestre Arturo
José Saladén Orduz y Gineth Viviana Torres Moreno.
5.1.2.1 Tablas de resultados. Rt
Medición Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 Rt [seg] 0,48 0,4 0,38 0,34 0,28 0,25 0,29 0,27 0,22
Med 2 Rt [seg] 0,62 0,37 0,32 0,33 0,26 0,28 0,28 0,25 0,2
Med 3 Rt [seg] 0,46 0,34 0,34 0,32 0,29 0,28 0,28 0,27 0,23
Med 4 Rt [seg] 0,5 0,38 0,33 0,33 0,27 0,26 0,28 0,26 0,22
Media Rt [seg] 0,515 0,373 0,343 0,33 0,28 0,27 0,28 0,26 0,217
Tabla 4. Rt medido.
- 81 -
Ruido de Fondo
Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 [dB] 43,4 41,5 36,8 29,8 31,4 28,1 27,6 26,7 34,9
Med 2 [dB] 53 43,4 38,3 32 31,8 28,2 27,5 26,5 35
Med 3 [dB] 44,7 40 40,8 30,6 31,7 28,2 27,5 26,6 35
Media [dB] 47,03 41,63 38,6 30,8 31,63 28,17 27,5 26,6 35,0
Tabla 5. Ruido de fondo medido.
5.1.3 Información general medición ISO 3382 estudio Digital.
Nombre y ubicación: Control Room estudio Digital. Ubicado en los sótanos del
edificio Guillermo de Ockam en la sede Bogotá de la Universidad de San
buenaventura.
- 82 -
Plano esquemático de Control Room Digital. Escala 1:125.
Volumen del recinto: 135 m3 aprox.
Materiales presentes: En muros se encuentra variedad de elementos con
acabados en madera, paño Escorial tipo HILAT y pañete sobre mampostería. En
techo se encuentra paño Escorial HILAT, pañete sobre mampostería y módulos de
cielorraso en fibra mineral.
Estado de ocupación: Durante las mediciones el recinto se encontraba vacío y
en el interior solo se ubicaban dos ingenieros quienes desarrollaban la prueba.
- 83 -
Situación sistemas variables: Durante las mediciones todas las luces se
encontraban encendidas, los equipos de HVAC apagados, no existen cortinas o
sistemas de refuerzo de reverberación.
Temperatura y humedad relativa: 19°C y 65.0% respectivamente.
Tipología de fuente: La fuente empleada para las mediciones fue una cabina
auto-amplificada marca JBL modelo EON 15 la cual se dispuso inclinada hacia
una esquina formada por el muro posterior y el suelo del lugar.
Cobertura espacial de medida: Se dispuso emplear 4 posiciones de micrófono
para registrar las mediciones espaciándolas y distribuyéndolas de manera
uniforme dentro del recinto. Las distancias desde las posiciones de micrófono
hasta las superficies reflejantes no fueron menores a 2 m. La altura de los
micrófonos fue de 1.75 m.
Descripción de equipos: Se emplearon micrófonos para medición marca
Behringer modelo ECM 8000, cabina auto-amplificada marca JBL modelo EON 15
y se la producción y recepción de señal se realizó mediante un laptop marca HP
modelo mini con ayuda del software Adobe Audition y el plug-in Aurora.
Fecha de medición y organismo que la lleva a cabo: La medición fue hecha el
08-10-2009 por los estudiantes de ingeniería de sonido de IX semestre Arturo
José Saladén Orduz y Gineth Viviana Torres Moreno.
5.1.3.1 Tablas de resultados. Rt
Medición Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 Rt [seg] 0,45 0,45 0,3 0,26 0,23 0,24 0,24 0,25 0,21
Med 2 Rt [seg] 0,46 0,37 0,31 0,25 0,24 0,24 0,25 0,25 0,22
Med 3 Rt [seg] 0,47 0,41 0,33 0,27 0,24 0,24 0,26 0,26 0,22
Med 4 Rt [seg] 0,5 0,39 0,31 0,29 0,26 0,24 0,26 0,25 0,23
Media Rt [seg] 0,47 0,405 0,313 0,268 0,24 0,24 0,25 0,25 0,223
Tabla 6. Rt medido.
- 84 -
Ruido de Fondo
Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000
Med 1 [dB] 41,7 40,9 40,3 42,9 38,8 34,6 29,7 27,2 34,5
Med 2 [dB] 42,8 41,2 42,8 40,4 36,8 32,4 27,6 26,4 34,4
Med 3 [dB] 40,4 43,9 43,2 40,8 37,8 33,1 27,8 27,1 34,6
Media [dB] 41,63 42 42,1 41,37 37,8 33,37 28,37 26,9 34,5
Tabla 7. Ruido de fondo medido.
5.1.4 Análisis Comparativo A continuación se realiza la comparativa de los resultados de Rt y ruido de fondo
(curva NC respectiva) específicos de cada sala de mezcla medida con los
parámetros requeridos por Dolby Inc. A fin de realizar esta comparativa se hace
uso de la calculadora (en formato Excel) provista. El objetivo es el que el tiempo
de reverberación se encuentre bajo la línea roja (límite superior) y sobre la línea
rosada (límite inferior).
Tiempo de Reverberación Estudio Básico.
Fig. 40. Comparativa de medición con requerimientos de Dolby Inc.
Frecuencia [Hz]
- 85 -
En la figura anterior se aprecia que el Rt medido (línea azul) solo incumple los
márgenes establecidos por Dolby Inc. en la banda de 8000 Hz.
Tiempo de reverberación Estudio Digital.
Fig. 41. Comparativa de medición con requerimientos de Dolby Inc.
En la figura anterior observamos que el Rt medido solo incumple los márgenes
establecidos en la banda de 8000 Hz.
Frecuencia [Hz]
- 86 -
Tiempo de Reverberación Estudio Híbrido.
Fig. 42. Comparativa de medición con requerimientos de Dolby Inc.
En la figura anterior vemos que el Rt medido no incumple los márgenes
establecidos en ninguna de las bandas.
Ruido de Fondo Estudio Básico.
Fig. 43. Comparativa de medición con curvas NC.
Frecuencia [Hz]
- 87 -
En la figura anterior se aprecia que el ruido de fondo medido tiene una distancia
con la curva NC recomendada, menor a 5.
Ruido de Fondo Estudio Digital.
Fig. 44. Comparativa de medición con curvas NC.
En la figura anterior se aprecia que el ruido de fondo medido se distancia mayor a
10 con la curva NC recomendada.
- 88 -
Ruido de Fondo Estudio Híbrido.
Fig. 45. Comparativa de medición con curvas NC.
Se aprecia en la figura anterior que hay una diferencia de 10 entre el ruido de
fondo medido y la curva NC recomendada.
Resumen de resultados.
Se ve ahora una tabla donde se resumen los resultados obtenidos realizándose la
comparativa con los valores requeridos por parte de Dolby Inc. para certificarse
como estudio Dolby.
Estudio -----------> Básico Digital Híbrido
Parámetro Rt [s]
No se cumple en la banda de 8KHz a razón de 3 centésimas
de segundo.
No se cumple en la banda de 8KHz a razón de 2 centésimas
de segundo.
Se cumple con el Rt en todas
las bandas. R. Fondo
[NC] No se cumple a razón de 5 NC. No se cumple a razón de 15 NC. No se cumple a razón de 10 NC.
Tabla 8. Resumen de resultados.
- 89 -
Se aprecia entonces en la tabla inmediatamente anterior que el cuarto de control
más próximo a cumplir con los parámetros acústicos requeridos es el
perteneciente al estudio Básico, ya que el incumplimiento en cuanto a tiempo de
reverberación (0.03 seg.) y ruido de fondo (5 NC) es más fácilmente manejable
que los incumplimientos por parte de las demás salas de control.
Adicional a las razones técnicas antes expuestas, resultaría más costoso un
tratamiento de control de ruido (aislamiento) sea para el estudio hibrido o el digital.
El incremento en costos estimado podría llegar a ser de un 50%.
Por lo anteriormente expuesto, se realizan segundas mediciones con el fin de
identificar más a fondo las posibles causas de los incumplimientos en cuanto a Rt
así como a ruido de fondo.
5.2 SEGUNDAS MEDICIONES DE ACONDICIONAMIENTO
Se realizan nuevas mediciones de parámetros acústicos a fin de dar solidez a las
primeras mediciones realizadas en la sala de control del estudio Básico.
Mediciones de Tiempo de Reverberación.
Se realizan las mediciones de Rt con más de una posición de fuente (fig. 46 a, b,
c). En la fig. 47 se aprecian en rojo las posiciones de fuente y en azul las
posiciones de micrófono.
- 90 -
a)
b)
c)
Fig. 46. Resultados de mediciones.
- 91 -
Fig. 47. Plano de ubicación de emisores y receptores en planta.
Mediciones de Ruido de Fondo.
Se realizan mediciones de ruido de fondo en diferentes estados de funcionamiento
del estudio con el fin de identificar la incidencia del funcionamiento de los
diferentes equipos en el incremento del ruido de fondo del estudio.
- 92 -
Ruido de Fondo HVAC Equipos Freq [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 ON ON Spl [dB] 34,70 35,60 33,37 31,27 32,13 28,53 27,97 27,43 ON OFF Spl [dB] 35,37 34,00 31,43 30,87 32,07 28,73 28,10 27,57 OFF OFF Spl [dB] 17,7 17,75 19,9 19,75 24,85 22,8 24,1 24,4
NC 25 [dB] 54 44 37 31 27 24 22 21
NC 30 [dB] 57 48 41 35 31 29 28 27
Tabla 9. Mediciones de ruido de fondo.
5.2.1 Análisis Comparativo
En primera instancia se observa la coherencia que hay entre los datos registrados
en las diferentes configuraciones de micrófono y fuente (ver fig. 48).
Fig. 48. Resultados de mediciones de Rt.
Luego de compilar datos e ingresarlos en el formato de cálculo provisto por Dolby
Inc. se encuentra que el tiempo de reverberación en baja frecuencia (63 Hz) y en
alta frecuencia (4 y 8 KHz) está por encima de lo recomendado (ver Fig. 49). Lo
- 93 -
anterior supone la necesidad de implementar acondicionamiento no solo para alta
frecuencia sino también para baja.
Fig. 49. Comparativa de mediciones con requerimientos de Dolby Inc.
Fig. 50. Comparativa de mediciones con curvas NC.
Frecuencia [Hz]
- 94 -
Fig. 51. Comparativa de mediciones con curvas RC.
En cuanto a ruido de fondo, se aprecia en la fig. 50 (con referencia a la tabla 9)
que los niveles de ruido de fondo aún con los equipos encendidos, se mantienen
cercanos a la curva NC requerida. No obstante lo anterior, se aprecia que es
necesario controlar el ruido generado por el sistema de HVAC. Se desprecia el
incremento de ruido por parte de los equipos de funcionamiento en el recinto
según IRAM 4070.
Adicional al análisis que se realiza en cuanto a cumplimiento con curva NC
(requerimiento de Dolby Inc.), se hace el análisis en cuanto a la evaluación del
ruido emitido por el sistema de HVAC (fig. 51) con el fin de dar la calificación
correspondiente. El ruido de fondo medido según norma IRAM 4070, posee una
calificación RC de:
- RC 31(H)
- 95 -
La caracterización subjetiva “H” (hiss) denota la necesidad de reducir el ruido
emitido por el sistema HVAC en atas frecuencias.
5.3 MEDICIONES DE AISLAMIENTO.
Las particiones bajo estudio durante el proceso de medición son aquellas que
suponen división con una fuente de ruido durante el proceso de mezcla de una
producción sonora. Por el motivo anterior se toman como particiones bajo estudio
las puertas y muros divisorios con el pasillo de acceso al estudio. No se toman en
cuenta los muros y ventanas divisorias con el live room debido a que nos
encontramos bajo la suposición de que este no se encontrará en funcionamiento
cuando se esté en proceso de mezcla.
A continuación se presentan los resultados de las mediciones realizadas de los
niveles de aislamiento a ruido aéreo de los muros y puertas divisorias con el
pasillo de acceso. La finalidad de las mediciones de aislamiento de las particiones
divisorias es el de inspeccionar si los elementos presentes actualmente, más
específicamente las puertas de acceso, poseen el nivel de aislamiento que es
necesario a fin de cumplir con la curva NC 25.
5.3.1 Procedimiento de medición
Las mediciones de caracterización de aislamiento no siguen los procedimientos
establecidos rigurosamente en la norma IRAM 4063-4, sin embargo la misma es
tomada como referencia para la buena ejecución de ellas. En primera instancia se
establece una grilla sobre la partición divisoria (puerta y muro) tanto en la cara
exterior como en la interior. Se proponen 16 puntos de medición igualmente
espaciados entre sí en la cara externa y 12 puntos de medición igualmente
- 96 -
espaciados entre sí en la cara interna. Se genera un campo acústico estacionario
en el emisor (pasillo) el cual se diferencie del ruido de fondo en más de 10 dB y se
realizan las mediciones al exterior. A continuación se observan los resultados de
las mismas. Ver en ANEXO 1 fotos de las mediciones.
Tabla 10. Mediciones de ruido en el emisor (pasillo).
Luego de obtener el espectro de ruido en el emisor, se procede a medir el ruido de
inmisión en el receptor.
Freq [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 L-Totpos 1 [dB] 66,3 81,3 82,5 73,3 76,7 69,8 70 77 76,3 75,3 87,25pos 2 [dB] 66,6 83,2 82,7 75,3 77,8 73,4 78 80 79,4 78,1 89,19pos 3 [dB] 67,2 85,1 86,2 78,6 81,7 79,6 74,9 79,3 78,5 75,8 91,08pos 4 [dB] 67,7 86,3 85,5 77,7 76,4 78,1 77,3 79,4 78,1 75,7 90,78pos 5 [dB] 65,4 81,8 83,6 74,7 75,5 67,8 72,1 77,8 79 75,9 88,13pos 6 [dB] 66,7 83,7 84,8 75,2 78,2 75 78,1 81,7 81,9 79,5 90,52pos 7 [dB] 67 85,8 88 75,4 80,8 80,4 75,5 80,7 81 76,6 92,06pos 8 [dB] 66,4 86,7 86,9 78,1 73,7 78,4 79,2 80,7 80,3 77,3 91,70pos 9 [dB] 65,8 82,7 82,6 78 74,6 71,2 72,1 78,1 79,9 76 88,42pos 10 [dB] 66,4 84,3 83,1 76,3 75,1 75,5 78,4 82,3 83,8 79,5 90,63pos 11 [dB] 65,8 86,5 87,3 77,9 81,2 81,1 77,4 80,5 83,1 76,5 92,37pos 12 [dB] 66,2 86,9 85,5 78,3 76,9 77,4 82 81,3 84 79 92,16pos 13 [dB] 65 83,2 80,5 75,4 75,3 69,3 72,8 78,7 79,8 76,7 88,04pos 14 [dB] 66,2 84,2 80,2 77 74,4 74,9 77,5 83,1 83,6 79,5 90,25pos 15 [dB] 66,7 86,7 83,7 76,9 78,3 80,5 77,1 80,7 82,8 78,7 91,36pos 16 [dB] 66,4 87,4 83,7 78,7 72,3 80,4 78,6 81,2 83 80 91,74Promedio E [dB] 66,41 85,1 84,7 76,9 77,65 77,5 77,3 80,4 81,5 77,8 90,63
Ruido en el emisor
- 97 -
Tabla 11. Mediciones de ruido en el receptor (sala).
Se mide el ruido de fondo al interior de la sala de mezcla.
Tabla 12. Ruido de fondo en receptor.
Nota: La diferencia de niveles es siempre mayor a 6 dB en todas las bandas y
más de 10 dB entre niveles globales, por este motivo no se realiza corrección por
ruido de fondo.
5.3.1.1 Comparativa con curva NC 25
A continuación se presenta una gráfica comparativa del nivel de presión sonora
medido al interior de la sala básica versus los niveles máximos establecidos por el
criterio NC 25.
Freq [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 L-Totpos 1 [dB] 41,3 62,3 56 41,8 32,5 40,2 39,1 31,6 32,8 34,8 63,33pos 2 [dB] 41,5 66 57,6 41,9 33,7 43,9 39,8 33,1 37,7 35,7 66,66pos 3 [dB] 42,8 62,5 55,8 46,3 32,2 42,3 39,8 30 33,4 35 63,53pos 4 [dB] 41,1 71 61,8 44,7 34,7 47,2 43,4 30,9 37,3 35,3 71,53pos 5 [dB] 42,3 64,8 60,1 45 35,2 48,6 43,7 30,7 39,5 35,4 66,24pos 6 [dB] 42,5 64,1 57,8 43,1 33,1 44,7 41,8 30,2 35,2 35,3 65,14pos 7 [dB] 41,9 69,5 56 42,5 36,3 44,7 42,6 32,2 34,4 35,3 69,73pos 8 [dB] 42,6 69 55,9 45 34 47,9 43,3 31,4 35 35,3 69,28pos 9 [dB] 40,1 67,2 55 44,3 33,7 46,3 41,1 30,8 34,4 35,1 67,53pos 10 [dB] 43 70,3 56,3 42 34,3 44,3 41 31,9 35,4 35,3 70,50pos 11 [dB] 42,5 71,1 56,4 43,4 35,2 46,4 43,7 31,5 35,7 35,5 71,28pos 12 [dB] 41,3 68,5 52,8 43,5 33,4 43,5 41,2 30,6 35,4 35,3 68,66Promedio E [dB] 41,98 68,2 57,4 43,9 34,18 45,6 42 31,3 35,9 35,28 68,57
Ruido en el receptor
Freq [Hz] 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 L-TotBásico [dB] 18,1 17,7 17,8 19,9 19,75 24,9 22,8 24,1 24,4 18,5 31,68
Ruido de Fondo
- 98 -
Fig. 52. Comparativa de ruido de inmisión con curva NC25.
Se aprecia en la figura inmediatamente anterior que luego de generar un campo
sonoro equivalente a una situación de altos niveles de ruido en el exterior de la
sala de mezcla, las particiones divisorias con la sala misma, a saber, puerta doble
(de escotilla) no tiene éxito en proveer el aislamiento necesario para cumplir con
un ruido de fondo máximo establecido por la curva NC 25.
Lo anterior indica la necesidad de emplear un sistema de puertas con un nivel de
aislamiento mayor.
5.4 MEDICIÓN DE MODOS DE RESONANCIA
Se ha expuesto anteriormente que la respuesta modal del recinto incide
directamente sobre la percepción del campo acústico que pueda tener el ingeniero
(ver cap. 4.1.23), ya que refuerzos en baja frecuencia producto de un modo de
resonancia en la ubicación del ingeniero repercutiría en un mal monitoreo de la
- 99 -
señal. Se realizan mediciones con el fin de observar el comportamiento modal del
recinto y específicamente en el punto de escucha del ingeniero.
Para la medición de respuesta modal del recinto, se genera un campo estacionario
con una señal de banda ancha (ruido rosa) y se procede a medir el espectro en las
cuatro (4) esquinas del recinto, en la posición del ingeniero y a 50 cm a lado y lado
de la posición del ingeniero, ver figura siguiente.
Fig. 53. Esquema de ubicaciones puntos de medición.
Los resultados obtenidos son los siguientes.
Punto 2 Punto 1
Punto 3 Punto 4
Punto 6
Punto 5
Punto 7
- 100 -
Punto 1.
Fig. 54. Medición punto 1.
Punto 2.
Fig. 55. Medición punto 2.
- 101 -
Punto 3.
Fig. 56. Medición punto 3.
Punto 4.
Fig. 57. Medición punto 4.
- 102 -
Punto 5.
Fig. 58. Medición punto 5.
Punto 6.
Fig. 59. Medición punto 6.
- 103 -
Punto 7.
Fig. 60. Medición punto7.
Análisis comparativo.
En las fig. 54 y 55 (esquinas posteriores de la sala) se aprecia claramente que la
banda reforzada es 63 Hz, lo cual en conjunto con lo visto en al fig. 49 (ver pág.
93) explica la necesidad de emplear acondicionamiento (absorción) acústico
sintonizado para dicha banda de frecuencia.
En las fig. 56 – 60 observa en esta ocasión, que el refuerzo principal se encuentra
en la banda de 200 Hz. Lo anterior hace necesaria la implementación de
acondicionamiento sintonizado también para dicha banda.
5.5 SIMULACIÓN DE ESTADO INICIAL
En los capítulos 1.5.2 y 2.3.1 se menciona oportunamente que el hecho de no
contar con los coeficientes de absorción inherentes a cada uno de los materiales
- 104 -
presentes en la sala de mezcla a tratar, dificulta la precisión de los resultados
arrojados por las simulaciones que se hagan de la propuesta de
reacondicionamiento.
A fin de dar un buen nivel de confiabilidad a los resultados arrojados por el
software de simulación, se realiza una primera predicción del estado inicial del
estudio y se comparan los resultados (en cuanto a Rt) con los valores obtenidos
en las mediciones hechas in situ.
Los coeficientes de absorción elegidos para la simulación pertenecen a materiales
los cuales mantienen una gran similitud con los presentes en sitio, siendo estos:
- Absortor: Lana mineral de e=100 mm sobre muro.
- Resonador: Madera de e=15 mm con cámara de aire.
- Piso: Entablado de madera.
- Muro mampostería: Muro en mampostería con pañete en acabado suave.
- Muro Drywall: Lámina de Drywall ½” sobre estructura con cámara de aire.
- Ventana: Vidrio de panel doble con e < 10 mm.
Teniendo en cuenta los materiales escogidos para la simulación, el primer paso es
el modelado del volumen.
a) b)
Fig. 61. Geometría simulada en software CATT-Acoustic.
- 105 -
En la figura anterior se observan vistas isométricas frontal (a) y posterior (b) del
volumen modelado.
Posterior al modelado del volumen se realiza la simulación del tiempo de
reverberación esperado dentro del recinto y de las reflexiones tempranas
generadas en las bandas de 4000 y 8000 Hz ya que son estas las que tienen
mayor influencia en la localización espacial de una fuente (imagen auditiva) (ver
cap. 4.1.3). La fuente empleada para la simulación es una fuente omnidireccional
(puntual ideal) radiando 110 dB de ruido rosa @1m.
Consideraciones: El tiempo de reverberación es simulado en todas las bandas
de octava y simultáneamente empleando diferentes métodos (TSabine, TEyring,
T-15 etc.). Las reflexiones tempranas se simulan en una ventana de tiempo de
cuatro pasos, siendo estos: V1: 0 – 5 ms, V2: 5 – 10 ms, V3: 10 – 15 ms, C4: 15 –
30 ms. La energía de las reflexiones tempranas (no deseada en este caso) se
aprecia con la grafica de energía para Fracciones Laterales arrojada por el
software de simulación.
- 106 -
Resultados de simulación: Tiempo de reverberación.
Fig. 62. Rt simulado.
Respuesta al impulso.
Fig. 63. Ecograma de simulación.
- 107 -
Resultados de simulación: SPL para 4 KHz.
Fig. 64. SPL para 4 KHz.
Resultados de simulación: Refl. Tempranas para 4 KHz.
Fig. 65. Reflexiones tempranas para 4 KHz.
- 108 -
Resultados de simulación: SPL para 8 KHz.
Fig. 66. SPL para 8 KHz.
Resultados de simulación: Refl. Tempranas para 8 KHz.
Fig. 67. Reflexiones tempranas para 8 KHz.
- 109 -
5.5.1 Análisis comparativo de estado inicial.
A continuación vemos una tabla comparativa del tiempo de reverberación medido
con el tiempo de reverberación simulado.
Frecuencia [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 Rt medido [seg.] 0,31 0,27 0,24 0,23 0,24 0,25 Rt simulado [seg.] 0,33 0,33 0,31 0,27 0,28 0,31 Diferencia [seg.] 0,02 0,06 0,07 0,04 0,04 0,06 %ERROR [%] 6,06 18,18 22,58 14,81 14,29 19,35 Tabla 13. Comparativa de simulación versus medición.
En la tabla inmediatamente anterior observamos que las diferencias en cuanto al
Rt medido y el simulado, no exceden las 7 centésimas de segundo (ver fig. 68).
Fig. 68. Gráfica comparativa de simulación versus medición.
En las figuras 64 a 67 se observa que la energía reflejada para las bandas de 4 y
8 KHz es redirigida hacia la parte posterior de la sala, lo cual es el objetivo
principal en una sala de mezcla en formato estéreo (2 Ch.); sin embargo, en una
sala de mezcla en formato multicanal el objetivo principal es el de evitar que la
sala se convierta en un sistema que altere la señal enviada desde los monitores.
- 110 -
Los altavoces (y canales) surround tienen como objeto principal el de reconstruir el
paisaje sonoro encontrado en la parte posterior del usuario, es por esto que la sala
no debe agregar información adicional que pudiese hacer confuso dicho paisaje,
mediante la generación de reflexiones tempranas.
En la fig. 63 se aprecia la respuesta al impulso de la sala, viéndose que el
decaimiento lineal en función del tiempo tiene una distribución de reflexiones
uniformes en el tiempo así como la sucesión de amplitudes.
5.6 PROPUESTA
La propuesta de reacondicionamiento de la sala de mezcla del estudio básico en
la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá D.C. se realiza en tres partes:
- Reacondicionamiento acústico.
- Acondicionamiento electro-acústico.
- Recomendaciones de aislamiento (ruido de fondo).
Se abarcan estos tres puntos a la luz de las recomendaciones y normativas
consultadas con el fin de realizar una propuesta de reacondicionamiento que
cumpla con tales recomendaciones y normativas de manera óptima.
5.6.1 Reacondicionamiento Acústico
En cuanto al reacondicionamiento acústico se toman como parámetros
principales:
1) Evitar la presencia de reflexiones tempranas a fin de evitar el efecto de filtro
de peine causante de pérdidas de localización espacial de fuentes.
- 111 -
2) Reducir el tiempo de reverberación presente en las bandas de 63 Hz, 4 y 8
KHz, a fin de cumplir con lo requerido por Dolby Inc.
3) Generar mayor absorción en la banda de 200 Hz (sintonizar) a fin de reducir
el refuerzo en dicha banda.
Para lograr tales objetivos se propone:
1) Retirar los elementos resonadores de madera ubicados en la parte lateral
de la sala y reemplazarlos por elementos absortores.
2) Emplear resonador(es) de membrana en la parte superior de la sala
(descolgados desde techo) sintonizándolos para mayor desempeño en la
banda de 63 Hz.
3) Modificar el espaciamiento respecto al muro posterior que poseen los
elementos absortores en las partes laterales sobre la horizontal que va de
muro a muro cruzando por la posición del ingeniero (42.5 cm). Adicional se
propone emplear el mismo tratamiento (absortores con cámara de aire de
42.5 cm) en la parte central del difusor ubicado en el muro posterior.
ELEMENTOS PROPUESTOS
5.6.1.1 Resonador de membrana (63 Hz).
El elemento resonador se propone con base a los parámetros de diseño que se
han presentado anteriormente (ver Cap. 4.1.15). Se emplea una lámina de madera
contrachapada de e = 3mm, con una masa superficial de 1.68 Kg/m2. El
espaciamiento que se deja entre muro y lámina (cámara de aire) es de 0.5 m.
Empleando la fórmula para el diseño de este tipo de resonador obtenemos.
- 112 -
Resonador de membrana (63 Hz) Parámetro valor Unidad
c 340 m/s ρ 1,2 Kg/m3 m 1,68 Kg/m2 d 0,5 m
Ecuación Empleada
f0 = 64,679 Hz
A fin de corroborar los resultados del diseño y asimismo obtener la gráfica de los
coeficientes de absorción del elemento resonador, se ingresan los datos
anteriormente descritos en el software ZORBA de la empresa Marshall Day
Acoustics en su versión de prueba, obteniéndose:
Fig. 69. Coeficientes de absorción para resonador diseñado.
- 113 -
En la figura anterior se aprecia que empleando los parámetros antes
mencionados, se logra una sintonización exitosa en la banda de 63 Hz, teniendo
esta un coeficiente de absorción de 1 (100%).
5.6.1.2 Absortor sintonizado (200 Hz).
A fin de reducir los refuerzos energéticos en la banda centrada en 200 Hz se
propone reconfigurar parte de los absortores presente en la sala (cámara de aire),
para incrementar el nivel de absorción acústica para dicha banda.
La nueva configuración de absortores propone el uso de material absorbente en
láminas rígidas de fibra de vidrio con espesor mínimo de 1” y densidad 10 Kg/m3 ≤
d ≤ 20 Kg/m3, (actualmente presente dentro del estudio) espaciado desde el muro
a una distancia de 0.45 m. Empleando esta configuración se obtiene una gráfica
de coeficientes de absorción como se aprecia a continuación.
Fig. 70. Coeficientes de absorción para absortor diseñado.
- 114 -
En la figura anterior se aprecian los valores de absorción acústica en función de la
frecuencia22
5.6.2 Acondicionamiento Electro-Acústico
.
5.6.2.1 Monitoreo.
En cuanto al sistema de monitoreo, los altavoces que se han de emplear, a fin de
generar un campo acústico homogéneo y coherente, deben cumplir con las
siguientes especificaciones mínimas:
THD 90dB/ 1m: ≤4%
Máx. SPL @ 1m: >100dB
Resp. En Frec.: 20 – 120 Hz. (Altavoz LFE).
Resp. En Frec.: 100 – 30000 Hz. (Altavoces principales).
Adicional a las especificaciones técnicas mínimas que deben tener los altavoces
para proveer un buen sistema de monitoreo, se recomienda que el sistema
también tenga las siguientes características:
Controles de ganancia en banda de frecuencia alta y baja no menor a +/- 4 dB: a
fin de ecualizar de manera fina la respuesta en frecuencia en el punto del
ingeniero.
Entrada de cable balanceado: a fin de que el sistema pueda corregir el ruido que
se pueda filtrar debido a alteraciones electromagnéticas.
22 Lennart Karlen, Akustk i rum och byggander, Svensk Byggtjänst, Sweden, 1983.
- 115 -
Correcto diseño acústico de gabinete: a fin de evitar los efectos de filtro de peine
generados con el fenómeno de difracción de borde.
5.6.2.1.1 Bass Management.
Tal y como se ha expuesto antes (cap. 4.1.23), se establece la necesidad de
emplear un sistema de bass management (manejo de bajos) que asegure una
diferencia de 0 / +10 dB entre los canales principales (C, R, L, RS, LS) y el canal
LFE (Low Frecuency Effect). El posicionamiento del altavoz que lleva el canal LFE,
en principio es indiferente, no obstante se recomienda ubicarlo cercano a una
esquina creada por al menos dos superficies (ej. Piso y muro) a fin de aprovechar
las fuentes virtuales creadas por las reflexiones en las superficies contiguas.
5.6.2.1.2 Ubicación.
En cuanto al reacondicionamiento electro-acústico, específicamente en ubicación
de monitores, se propone emplear una disposición de altavoces surround de
campo difuso, es decir, 2 altavoces por canal surround, ya que esta configuración
es la que permite una obertura homogénea del ambiente que rodea al ingeniero,
brindándole un ambiente confiable para la toma de decisiones en cuanto a la
mezcla.
Fig. 71. Sistema de campo surround difuso.
- 116 -
La ubicación de los monitores será la siguiente:
Canal central (C): Directamente en frente del ingeniero (0°).
Canales izquierdo y derecho (L y R): A +/- 30° respectivamente, partiendo desde
el 0° donde se ubica el canal C.
Canales izquierdo y derecho Surround 1: A +/- 110° respectivamente, partiendo
desde el 0° donde se ubica el canal C.
Canales izquierdo y derecho Surround 2: A +/- 150° respectivamente, partiendo
desde el 0° donde se ubica el canal C.
Canal LFE: Preferiblemente se recomienda ubicar el altavoz de LFE en una
esquina formada por al menos dos superficies. No ubicar cerca a una trampa de
bajos.
Nota 1: La distancia que debe haber desde cada altavoz hasta el ingeniero debe
ser igual para todos y cada uno de los mismos, con excepción del altavoz de LFE.
Nota 2: En caso de ubicarse los altavoces a una altura mayor a la que ha de
encontrarse el oído del ingeniero, deberá inclinarse el altavoz tal que el tweeter del
mismo apunte en línea recta hacia dicho punto (ver cap. 4.1.23). Todos los
altavoces deben ubicarse a una misma altura.
Nota 3: Se recomienda que los altavoces sean auto-potenciados, en caso de no
serlos un amplificador de potencia debe ser implementado. Dicho amplificador de
potencia debe ser acorde a las necesidades de los altavoces.
- 117 -
5.6.2.2 Control de flujo de señal.
En cuanto a lo que concierne al control del flujo de señal se hace necesario
emplear una consola de mezcla que soporte salida de monitoreo para un ambiente
surround 5.1.
En la sala de control del estudio básico de la Universidad de San Buenaventura se
encuentra actualmente el sistema de control “C|24” de la compañía DIGIDESIGN,
acompañado de la plataforma correspondiente para grabación, edición y mezcla
de la señal de audio.
La plataforma encontrada en la sala de control básica, es decir Pro Tools HD y la
superficie de control “C|24” presentan la capacidad de realizar mezclas y
monitorearlas en ambiente surround 5.1. El dispositivo anteriormente mencionado
cumple con las necesidades técnicas mínimas requeridas en cuanto a el
monitoreo de señal. En la imagen siguiente se aprecia la superficie de control
C|24.
Imagen. 5. Consola C|24 de Digidesign.
- 118 -
5.6.3 Recomendaciones de Aislamiento
5.6.3.1 Sistema de puertas aislantes.
Tal y como se ha expuesto en el punto 5.3, el sistema actual de puertas de acceso
aislantes no tienen éxito en su objetivo de brindar el aislamiento a ruido aéreo
necesario a fin de cumplir con la curva NC 25 de ruido de fondo establecida por
Dolby Inc.
Con el fin de proveer un sistema de puertas aislantes que provea el aislamiento
necesario, se diseña un nuevo sistema de puertas aislantes. El espectro de ruido
incidente empleado para la simulación de la partición a diseñar es el registrado
cuando se realizó la medición de aislamiento de las puertas.
Frecuencia [Hz] 63 125 250 500 1000 2000 4000 L - Tot
Ruido incidente [dB] 85.1 84.7 76.9 77.65 77.5 77.3 80.4 89.76
Tabla 14. Espectro de ruido incidente sobre partición.
En la tabla anterior se aprecian los niveles por banda de octava pertenecientes al
espectro de ruido incidente sobre la partición divisoria; logrando un nivel de
presión sonora total de 89.8 dB.
- 119 -
Composición de la nueva partición
Se diseña un nuevo sistema de puerta doble (escotilla) la cual posea mayor
estanqueidad acústica y facilidad de operación a fin de no presentar gran deterioro
con el uso.
Láminas exteriores en acero cal. 18 (1.2mm) + membrana acústica 3mm al interior
+ cámara de 50mm rellena con lana de roca d=60 Kg/m3.
Nota: La estructura de soporte interior que se emplee debe permitir facilidad para
el correcto relleno con lana de roca.
Fig. 72. Curva de TL para partición diseñada.
- 120 -
En la figura inmediatamente anterior se aprecia la curva de TL (pérdida por
transmisión) de la partición propuesta. Dicha partición cuenta con una calificación
STC 51. La anterior curva de TL se obtiene mediante el uso del software INSUL
de la compañía Marshall Day Acoustics, provisto por parte de la compañía
Acústica Técnica ACUSTEC de Colombia S.A.
A continuación se presenta una grafica donde se expone el ruido incidente sobre
la partición, el nivel de presión sonora esperado al interior de la sala23
Fig. 73. Nivel de ruido proyectado al interior del recinto.
y la curva
NC 25 requerida.
En a figura anterior se observa que el nivel de presión sonora esperado al interior
de la sala de mezcla (línea purpura) no supera los niveles máximos establecidos
por la curva NC 25 (línea roja). La partición propuesta cumple con los niveles de
aislamiento a ruido aéreo por octava requeridos, para impedir que un ambiente de
ruido elevado al exterior de la sala (pasillo), incremente los niveles de ruido de 23 La simulación del aislamiento y el SPL esperado al interior se realiza asumiendo que la partición posee una filtración de 2mm de alto y que no existe cámara de aire entre las dos puertas.
- 121 -
fondo al interior de la sala, lo cual deterioraría el ambiente acústico requerido por
el ingeniero.
Existen consideraciones en cuanto a la puerta y su instalación que deben ser
tenidas en cuenta; en el ANEXO 2 se refieren tales consideraciones.
5.6.3.2 Silenciadores de salida de HVAC.
Tal y como lo demuestra la fig. 50 (ver pág. 92) se hace necesaria la
implementación de un elemento silenciador de flujo de aire para ser empleado en
la(s) salida(s) del aire acondicionado. El elemento silenciador se ha de emplear al
interior del vano que se encuentra actualmente en el estudio de grabación.
El elemento silenciador será del tipo de paneles paralelos (parallel-baffle) (ver fig.
21, pág. 55).
A continuación se observa un esquema del tipo de silenciador a emplear.
Fig. 74. Esquema de silenciador.
- 122 -
Especificaciones de silenciador
El silenciador tendrá una cubierta metálica a fin de proveer de rigidez a elementos
sin necesidad de mucho espesor. El espesor de la lámina metálica será de 0.5
mm. Al interior se emplearán paneles rígidos de fibra de vidrio (acustifibra) de 1”
en las paredes laterales del elemento y de 2” en los paneles centrales (bafles). El
espaciamiento entre bafles será de 5 cm. La profundidad del elemento silenciador
será de 30 cm (0.3 m). A continuación se aprecia una tabla donde se resumen las
especificaciones del silenciador.
Silenciador de flujo de aire Material absorbente Fibra de vidrio rígida 1" y 2" Material de cubierta Lámina de acero e = 0,5 mm Espaciamiento entre
baffles 5 cm
Dimensiones Ancho 50,4 cm
Alto 23 cm Largo 30 cm
En el ANEXO 3 se encuentra un esquema en corte del silenciador y también un
esquema en 3D del mismo.
5.6.4 PRESUPUESTO
A continuación se presenta un cuadro donde se analizan las cantidades
requeridas para los tratamientos propuestos y los precios parciales y totales
estimados de los mismos.
- 123 -
Presupuesto de tratamientos acústicos.
Ítem Descripción Cantidad Unidad Costo / Und. Costo / Total
1
Silenciador de flujo de aire en lámina de acero CR (0,5mm) + paneles en Acustifibra 1" y 2". Dimensiones: Ancho:0,50 m; Alto: 0,23 m; Fondo: 0,30 m. 2 Und. $ 139.150,00 $ 278.300,00
2
Puerta en acero HR cal. 18 (1,2 mm) + membrana acústica 3mm al interior + cámara rellena en lana de roca d=60 Kg/m3. 2 Und. $ 3.576.200,00 $ 7.152.400,00
3
Absortores en Acustifibra 2" con cámara de aire de 45 cm. 20 m2 $ 15.309,73 $ 612.389,20
4
Resonador de membrana en madera contrachapada lámina 3mm. 6 m2 $ 22.423,40 $ 134.540,40
Subtotal $ 8.177.629,60
Iva (16%) $ 1.308.420,74
TOTAL $ 9.486.050,34
Nota: El presupuesto antes expuesto obedece al costo neto de los materiales, no
se incluye mano de obra.
- 124 -
Presupuesto de equipos.
Recomendación: Adicional a los equipos que se propondrán (monitores) y con el
fin de abrir el campo de acción de los estudiantes de la universidad, se propone
adquirir asimismo el software DV TOOLKIT de la compañía AVID. El DV TOOLKIT
es una herramienta que permitirá el trabajo de audio/video en formato 5.1 de una
manera más sencilla y rápida.
Ítem Descripción Cantidad Unidad Costo / Und. Costo / Total
1
Monitor de estudio. Subwoofer 34 - 50 Hz a 130 Hz variable. 225 W (pico). 1 Und. $ 476,00 $ 476,00
2 Monitor de estudio. Activo de dos vías, 140 W, 45 Hz - 30 KHz. 7 Und. $ 308,00 $ 2.156,00
3
Software de sincronización y trabajo de audio/video en formato 5.1 "DV TOOLKIT". (Licencia estudiantil). 1 Und. $ 648,00 $ 648,00
Subtotal $ 3.280,00
Iva (16%) $ 524,80
TOTAL $ 3.804,80
Nota: Valores aproximados estimados en USD, (Septiembre 22 de 2010).
Los presupuestos anteriores se estiman con base en equipamiento y materiales
disponibles a nivel nacional, estimándolos a partir de referencias genéricas.
- 125 -
5.7 SIMULACIÓN DE DISEÑO
A continuación se realizan las simulaciones del comportamiento acústico de la
sala, luego de implementar los tratamientos antes especificados (ver cap. 5.6.1 a
5.6.3).
5.7.1 Modelado de tratamientos
En primer lugar se realiza el modelado del lugar implementando los tratamientos
propuestos.
Código de colores Color Elemento
Absortores genéricos Drywall Absortores 200Hz Piso entablado de madera Madera resonadores y mesa de mezcla Resonador e membrana 63 Hz
En la tabla inmediatamente anterior se aprecia el código de colores empleados en
la simulación a fin de entender los tratamientos propuestos.
Se emplean los elementos recomendados en los cap. 5.6.1 – 5.6.3 obteniéndose.
- 126 -
Fig. 75. Geometría de simulación; vista #1.
Fig. 76. Geometría de simulación; vista #2.
- 127 -
Fig. 77. Vista en corte lateral.
Fig. 78. Ubicación de sistema de refuerzo electro-acústico.
- 128 -
En las figuras 75 y 76 se observa en rojo el elemento absortor sintonizado para la
banda de 200 Hz y en verde el elemento resonador sintonizado para la banda de
63 Hz.
5.7.2 Predicción de Rt
Se realiza la predicción del tiempo de reverberación que se esperará al interior del
recinto, con base en los coeficientes de absorción empleados en la simulación de
estado inicial, con los cambios debido a la implementación de los nuevos
elementos.
El software CATT-Acoustics realiza las predicciones de tiempo de reverberación
por banda de octava para el espectro comprendido entre 125 y 4000 Hz.
Fig. 79. Rt simulado luego de propuesta.
- 129 -
En la figura inmediatamente anterior se aprecian los tiempos de reverberación
simulados mediante diferentes métodos. El tiempo de reverberación que se
emplea es el T-30.
Tiempo de Reverberación Simulado Frecuencia [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 Rt simulado [s] 0.28 0.22 0.21 0.20 0.18 0.18
Tabla 15. Resultados de Rt simulado.
Se aprecia en la tabla inmediatamente anterior y en la fig. 79 que el tiempo de
reverberación en la banda de 4KHz se ha reducido.
5.7.3 Simulación de Reflexiones Tempranas
Se realiza la simulación del las reflexiones tempranas que se han de tener dentro
del recinto cuando se emplean los 7 altavoces del sistema surround. La simulación
se realiza para las bandas de octava de 4 y 8 KHz, a fin de observar el
comportamiento de las reflexiones.
- 130 -
Reflexiones tempranas para 4000 Hz.
Fig. 80. Reflexiones tempranas para 4 KHz.
Reflexiones tempranas para 4000 Hz, (SUMATORIA).
Fig. 81. Sumatoria de reflexiones tempranas para 4 KHz.
- 131 -
Reflexiones tempranas para 8000 Hz.
Fig. 82. Reflexiones tempranas para 8 KHz.
Reflexiones tempranas para 8000 Hz, (SUMATORIA).
Fig. 83. Sumatoria de reflexiones tempranas para 8 KHz.
- 132 -
Análisis de Simulación Reflexiones tempranas.
En las figuras anteriores (fig. 80 y 82) se aprecia que para los primeros 5
milisegundos en el punto del ingeniero se podrán percibir hasta un 40% de las
reflexiones tempranas, sin embargo para el tiempo posterior, donde el campo se
hace homogéneo (10 ms en adelante), el sweet spot donde se ubica el ingeniero
se verá libre de energía reflejada percibiéndose un promedio de 15% – 20% de
dicha energía. Lo anterior se puede corroborar en las figs. 81 y 83 las cuales
presentan la sumatoria de energía reflejada luego que el campo se vuelve
homogéneo; se percibe un máximo de 10% de energía reflejada.
- 133 -
6 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados esperados y obtenidos luego de la
implementación de los tratamientos propuestos. Se muestran los resultados de
tiempo de reverberación simulado en comparación con los parámetros
establecidos por Dolby Inc. y también el espectro de ruido esperado al interior del
recinto luego de emplear el silenciador de flujo de aire.
Tiempo de Reverberación Proyectado
Fig. 84. Comparativa de resultados con requerimientos de Dolby Inc.
En la figura anterior se aprecia en azul la curva de tiempo de reverberación
predicha empleando el software de simulación CATT-Acoustics24
24 Los tiempos de reverberación en la banda de 63 Hz y 8 KHz no son predichos por el software.
. Se observa que
Frecuencia [Hz]
- 134 -
la curva de tiempo de reverberación predicha (azul) se encuentra en todo
momento dentro del rango establecido por Dolby Inc. (curvas roja y rosada).
Se proyecta un complimiento general del tiempo de reverberación requerido.
Ruido de Fondo Proyectado
Fig. 85. Proyección de ruido de fondo al interior de la sala.
En la figura anterior se observa el ruido de fondo proyectado luego de emplear el
silenciador de flujo de aire (ver cap. 5.6.3.2) al interior de la salida de los ductos de
ventilación.
Se realiza la comparativa con la curva NC 25, la cual es requerimiento de
cumplimiento por parte de Dolby Inc. observándose que el ruido de fondo
proyectado siempre se encuentra por debajo de los niveles máximos establecidos
por el criterio requerido.
Se proyecta un cumplimiento general del ruido de fondo requerido.
- 135 -
7 ERRORES SISTEMÁTICOS
Dentro del proceso de desarrollo del proyecto en cuestión se encuentran una
suerte de elementos y situaciones que generan cierta cantidad de errores
sistemáticos. A continuación se mencionan aquellos inconvenientes.
Dentro del protocolo de medición de parámetros acústicos descritos en la
norma ISO 3382 se describe claramente que la tipología de fuente que
debe emplearse al momento de realizarse las mediciones debe ser de
patrón omnidireccional (dodecaedro). No obstante lo anterior, las
mediciones no pudieron realizarse con este tipo de fuente debido dicha
fuente se encontraba averiada al momento de realizar las mediciones, lo
cual degenerará en errores dentro de los resultados.
Las mediciones se realizaron empleando como fuente una cabina JBL EON
15, la cual posee no posee un patrón omnidireccional. A fin de reducir los
efectos directivos de la cabina, la misma se sitúa orientada contra una
esquina compuesta por al menos dos superficies; resultado de los
esfuerzos realizados, es el hecho de que exista poca dispersión en cuanto
a los resultados de las mediciones, considerándose las mismas como
veraces.
Si bien el software de simulación empleado (CATT-Acoustic) es capaz de
predecir un ambiente acústico con gran precisión, el mismo no provee
información resultante para las bandas de 63 Hz y 8 KHz. Tal y como se
muestra en el desarrollo del proyecto, dichas bandas de frecuencia son
materia de estudio, sin embargo debido a que de manera comercial no se
- 136 -
ofrecen los coeficientes de absorción para estas bandas, se hace difícil la
predicción del comportamiento acústico del recinto en ellas.
Una vía de solución al problema anterior es el de medir los coeficientes de
absorción en las bandas de 63 Hz y 8 KHz pertenecientes a los materiales
presentes dentro de la sala de mezcla, para de este modo por medio de las
diversas formulas existentes para el cálculo del tiempo de reverberación, se
pueda predecir el comportamiento acústico dentro del lugar cuando se
ingresa un elemento resonador de membrana (63 Hz) y un elemento
absortor para la banda de 8 KHz. El método mencionado anteriormente no
se emplea como solución al inconveniente debido a que no hace parte de
los objetivos del proyecto.
Al momento de realizar las predicciones acústicas del recinto haciendo uso
del software de simulación CATT-Acoustic, se emplean fuentes sonoras con
características genéricas descritas por defecto dentro del software. Tales
fuentes describen patrones omnidireccionales, cardioides, niveles de
presión sonora con ruido rosa de 90 dB @1 m etc
Con el fin de obtener una predicción acústica muy similar al escenario real
sería necesario contar con todos los parámetros electro-acústicos
descriptores de un parlante, como lo son el patrón de directividad para cada
banda de frecuencia por octava, la sensibilidad del parlante, el nivel de
presión sonora @1 m, entre otros. Debido a que ingresar los datos
anteriores pertenecientes a un tipo de parlantes específico y de una marca
específica implicaría dar por sentado que dichos parlantes serían los que se
implementarían en la sala de mezcla; se ingresan datos genéricos dentro
de la simulación con el fin de obtener resultados precisos pero dejando un
espacio (rango) para la escogencia de los parlantes a usar por parte de la
universidad.
- 137 -
Al momento de realizar las predicciones y con el fin de que las mismas
arrojen información precisa del comportamiento acústico del recinto bajo
estudio, se hace necesario contar con los coeficientes de absorción (α)
pertenecientes a cada uno de los materiales presentes en dicho lugar. El
hecho de no contar con los coeficientes de absorción exactos de cada uno
de los materiales presentes en el recinto, tales como resonadores, silletería
etc. ingresará un porcentaje de error respecto de los resultados en situación
real.
Con el fin de verificar la cantidad de error que arrojaría el no poseer dichos
coeficientes, se realiza la simulación de estado inicial y luego de comparar
con los resultados de las mediciones realizadas in situ, se valida la utilidad
del software debido a que las diferencias entre la simulación y el estado real
no son significativas.
- 138 -
8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
8.1 Conclusiones
Luego de consultar la documentación provista por la entidad encargada de
la normalización de la tipología de recinto bajo estudio se encuentra que los
parámetros acústicos a acometer son Tiempo de Reverberación (Rt) y
Ruido de Fondo (NC).
Adicional a los dos parámetros antes mencionados y a la luz de la
bibliografía consultada referente al tema, se contempla la energía reflejada
temprana (Reflexiones Tempranas) como otro parámetro a tratar.
Actualmente la sala de mezcla del estudio básico de la Universidad de San
Buenaventura se encuentra en incumplimiento de los parámetros acústicos
requeridos por Dolby Inc., a saber Rt y NC, lo cual hace necesaria la
implementación de correctivos.
Empleando los tratamientos acústicos y elementos de control de ruido en el
recinto, tales como son el resonador de membrana sintonizado para
controlar el problema de refuerzo en baja frecuencia (63Hz), los absortores
sintonizados para corregir el refuerzo en 200Hz, los silenciadores de flujo
de aire para los ductos de ventilación y el sistema de aislamiento mediante
puertas de acceso en escotilla para reducir las vías de inmisión de ruido a
la sala, se proyectan valores de Rt y niveles de ruido de fondo que cumplen
con los requerimientos establecidos por parte de Dolby Inc. luego de
simulaciones.
- 139 -
Las especificaciones de tratamientos acústicos dadas para el tratamiento
de la sala de mezcla del estudio básico hacen referencia a elementos de
control acústico tales como lo son absortores con cámara de aire y
resonadores de membrana.
Las especificaciones de elementos de control de ruido dadas para el
correcto aislamiento a ruido aéreo al interior del recinto bajo estudio hacen
referencia a particiones verticales aislantes y silenciadores de flujo de aire
de paneles paralelos (bafles).
Los elementos especificados para el control de las problemáticas
encontradas durante el desarrollo del proyecto, cumplen con las
prestaciones mínimas a fin de encontrarse en regla con los requerimientos
establecidos por Dolby Inc.
Las especificaciones mínimas dadas para los equipos electro-acústicos,
principalmente altavoces, permiten tener bases fundamentales para la
buena escogencia de los que se puedan implementar dentro del estudio, no
obstante dejan abierta una ventana de opciones a fin de que la entidad
encargada de dicha escogencia tome la decisión más acertada teniendo en
cuenta no solamente las prestaciones técnicas sino el tema de
presupuesto.
Luego de realizar las simulaciones necesarias para la validación de los
diseños se contempla un ambiente dentro de la sala de mezcla que cumple
con los requerimientos establecidos por Dolby Inc. en cuanto a tiempo de
reverberación y ruido de fondo. El tiempo de reverberación se ha controlado
- 140 -
mediante el uso de elementos absortores y resonadores, mientras que el
ruido de fondo se ha controlado mediante la implementación de un nuevo
sistema de puertas aislantes y elementos silenciadores de flujo de aire en
las salidas de los ductos de ventilación.
En la sala de mezcla del estudio básico, se presentan refuerzos en baja
frecuencia debido a una mala distribución de modos de resonancia,
incidiendo de manera directa en el panorama sonoro que percibe el
ingeniero. Los tratamientos acústicos propuestos en el desarrollo del
presente proyecto, propenden por la corrección de estos inconvenientes y
basados en las simulaciones hechas se aprecia que tales tratamientos
tienen el efecto deseado.
Las plataformas de simulación y predicción empleadas en este proyecto, a
saber, INSUL, ZORBA y CATT-Acoustic resultan ser de gran precisión ya
que los resultados de las predicciones en comparación con los resultados
de las mediciones realizadas in situ no difieren en gran medida.
- 141 -
8.2 Recomendaciones
Se recomienda que un recinto para la mezcla en formato 5.1 tome en
consideración todos los puntos y parámetros de entrada que en este
proyecto se contemplan desde su etapa de diseño a fin de que posterior a
su construcción no se presenten problemas mayores en cuanto a su
ambiente acústico interior.
Se recomienda tomar el presente proyecto como punto de partida para el
estudio a fondo del comportamiento acústico de la sala de mezcla en las
bandas de 63 Hz y 8 KHz, empleando procedimientos de cálculo que
permitan tal predicción.
Un aspecto clave a tener en cuenta en el desarrollo de proyectos similares
es el tocante a la predicción del desempeño acústico de los tratamientos
propuestos, ya que empleando una buena plataforma de simulación e
ingresando los parámetros de simulación lo más cercanos a la situación
real se obtendrán resultados confiables que permitirán la toma de
decisiones con base en las predicciones realizadas.
- 142 -
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Studio Approval Requirements For Mixing Commercials and Trailers. Dolby Inc.
(Provisto por Dolby Inc.)
JBL Professional Studio Monitors for Multichannel Sound Applications. JBL Inc.
(Provisto por JBL Inc.)
Umbral absoluto de percepción de coherencia de origen entre fuente sonora y
visual. VI Congreso Iberoamericano de Acústica - FIA 2008. (Provisto por FIA)
Surround sound, past, present and future. Dobly Inc. (Provisto por Dolby Inc.)
Carolyn A. Puddie Rodgers, Pinna Transformations and Sound Reproduction,
Paper presentado en la 66a Convencion de la Audio Engineering Society, Los
Angeles 1980, revisado en 1981.
- 145 -
ANEXO 1
Fotos de mediciones de parámetros acústicos.
Equipos de medición. Ubicación de equipos.
Ubicación de fuente. Ubicación de sonómetro.
- 146 -
Fotos de mediciones para caracterización de aislamiento, (emisor).
Ubicación de fuente y sonómetro. Ubicación de sonómetro.
Ubicación de sonómetro. Ubicación de sonómetro.
- 147 -
Fotos de mediciones para caracterización de aislamiento, (receptor).
Ubicación de sonómetro. Ubicación de sonómetro.
Ubicación de sonómetro.
- 148 -
ANEXO 2 Consideraciones de sellado de puerta.
Sellado perimetral hermético.
Fig. Sellado entre marco y hoja con empaque de neopreno.
Fig. Sellado entre hoja batiente y marco recibidor con empaque de neopreno.
- 149 -
Fig. Pirlán automático a piso embebido en el canto inferior de la puerta.
Fig. Sellado entre marco y puerta. Marco relleno en aislante.
Nota: Las especificaciones de materiales constructivos de puertas aquí
observadas sirven a manera de ejemplo únicamente y no tienen relación con los
diseños del proyecto.
- 150 -
ANEXO 3
Esquemas constructivos de elemento silenciador de flujo de aire.
Fig. Corte frontal, esquema básico.
Fig. Corte frontal, esquema con materiales.
- 151 -
Fig. Vista isométrica de elemento silenciador.