Sonorización

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Acústica de salas, instalaciones de sonido

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Equipos de sonido Módulo: Equipos de sonido UT3 sonorización

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UT3: SONORIZACIÓN La difusión del sonido se caracteriza por: sonidos directos: llegan al oyente sin que hayan sido reflejados por las paredes de la sala (figura a). - sonidos indirectos: llegan al oyente después de haber sido reflejados por las paredes o los objetos de la sala (figura b). A) ACÚSTICA DE SALAS El sonido ideal es el que nos llega directamente de la fuente sonora, libre de reflejos y retardos no deseados

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UT3: SONORIZACIÓN ALGUNOS CONCEPTOS Reflexión: Está originada por las superficies lisas. El sonido cambia de dirección según leyes precisas análogas a las de la reflexión de la luz en los espejos. Difusión Originada por paredes rugosas o, al menos, no planas; el sonido se difunde en todas direcciones Absorción acústica Es la característica de un producto o sistema, por la cual se mide la capacidad de absorber la energía acústica incidente sobre el mismo, permitiendo que se refleje solo una parte de ella. Aislamiento acústico - Es una característica de una solución constructiva de separación entre dos medios o recintos, por la que se determina la capacidad de ese elemento divisorio para reducir el nivel sonoro entre el medio emisor y el receptor. A) ACÚSTICA DE SALAS

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS El tiempo de reverberación Es el intervalo de tiempo durante el cual el sonido en cada uno de los puntos de un local llega a un nivel 60 dB inferior al que se tenía en el momento en que la fuente ha cesado de emitir (es decir, representa el instante en que los sonidos indirectos ya no son perceptibles por el oído). La fórmula de Sabine permite evaluar teóricamente y, por tanto, también durante el proyecto de un local, el tiempo de reverberación: T = tiempo de reverberación (segundos) V = volumen total del local (m3);  a S = sumatorio de todas las superficies multiplicadas cada una por el propio coeficiente de absorción; S = superficie de cada pared del local (m2); a = coeficiente de absorción de los diversos materiales El coeficiente de absorción «a» varía con la frecuencia por lo que también el tiempo de reverberación será distinto a las distintas frecuencias; generalmente y para mayor simplicidad, se considera convencionalmente que tiene un solo valor, correspondiente a la frecuencia de 517 Hz (nota do4 de la escala del piano).

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS CARACTERÍSTICAS DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN El tiempo de reverberación de una sala: No varía cualquiera que sea la posición de la fuente de sonido No varía cualquiera que sea la posición del oyente En igualdad de volumen queda muy poco afectado por la forma de la sala Si es excesivo provoca una pérdida de inteligibilidad que es prácticamente constante.

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS Valores del tiempo de reverberación Los valores máximos y mínimos del tiempo de reverberación admitidos dependen del destino que se dé a la sala, según puede verse en los gráficos. Para la palabra se precisa una potencia suficiente y un tiempo de reverberación mínimo, ya que de otro modo se reduce la inteligibilidad. Deben evitarse muy especialmente los sonidos indirectos con un retardo superior a los 50 milisegundos, que tienen que llegar al oyente con una atenuación de, al menos, 10 dB. El tiempo de reverberación debe ser inferior a 1 segundo. Para la música la reverberación y la difusión del sonido confieren una plenitud de tono que mejora la audición. El tiempo de reverberación puede ser, aproximadamente, de 2 segundos y, de cualquier forma, siempre superior al segundo. Si los valores hallados no corresponden a los que serían óptimos, puede ser necesario intervenir en la sala (paredes y muebles) para conseguir los valores idóneos. El instalador debe dar cuenta a la empresa de este inconveniente para que se tomen las oportunas medidas.

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS Materiales absorbentes y materiales reflectantes (suelos) Porcentajes de absorción de distintos materiales para suelo

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS Materiales absorbentes y materiales reflectantes (asientos) Porcentajes de absorción de distintos tipos de asientos

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS Materiales absorbentes y materiales reflectantes (paredes)

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS 1.2.6 Materiales absorbentes y materiales reflectantes (material para cubrir paredes)

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS 1.2.7 Materiales absorbentes y materiales reflectantes (techos)

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UT3: SONORIZACIÓN A) ACÚSTICA DE SALAS Ejemplo de cálculo del tiempo de reverberación ( volumen de la sala 4500 m3 ) = 2.6 segundos

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA UNA INSTALACIÓN DE DIFUSIÓN SONORA TIENE POR OBJETO LA REALIZACIÓN DE: una distribución del sonido en locales distantes y separados de aquél en que se halla la fuente. un reforzamiento acústico para proporcionar un adecuado nivel de audición:

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA POTENCIA ACÚSTICA NECESARIA depende de numerosos factores: volumen del ambiente a sonorizar; absorción del sonido por las paredes, las personas presentes y los objetos reverberación del ambiente (véase apartado «El tiempo de reverberación») ruido de fondo, ya sea debido a las personas presentes, ya sea provocado por otras fuentes de ruido rendimiento acústico de los altavoces; - rendimiento eléctrico de la instalación (red de distribución, líneas, aparatos, etc.). Como valoración empírica puede considerarse una media de 8 a 10 mW eléctricos por m3 para la audición.

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA CÁLCULO DE LA POTENCIA ACÚSTICA Para este cálculo es preciso conocer todos los elementos citados en la página anterior, si bien alguno de ellos es de difícil valoración objetiva o de difícil medida y a menudo se determinan a base de la experiencia práctica del técnico. Un primer método de cálculo, utilizado cuando el único dato conocido es el volumen del ambiente, lo proporciona el gráfico de la página contigua que establece una proporcionalidad entre el volumen y la potencia acústica necesaria para sonorizarlo. La potencia así hallada representa la potencia total que precisa el ambiente, la cual, sin embargo, puede repartirse entre varios altavoces.

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA CÁLCULO DE LA POTENCIA ACÚSTICA. Gráfico I (opción 1) Ejemplo Se tiene un local de 3.000 m3 con paredes bastante sordas en el cual se reúnen muchas personas que producen un cierto nivel de ruido de fondo. En el gráfico se ve que a 3.000 m3 corresponde una potencia acústica de 0,11 W que, en el supuesto de un rendimiento medio de los altavoces del 2% corresponderá, a su vez, a 5,5 W eléctricos. Deberá tenerse en cuenta la presencia de personas aumentando el 50% de la potencia, la sordera con otro aumento del 40% y, por fin, el ruido de fondo con otro 30%. Se tiene, pues: 5,5 x 1,5 x 1,4 x 1,3 = 15 W

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA CÁLCULO DE LA POTENCIA ACÚSTICA. Gráfico II (opción 2) Ejemplo Si en un local de 6.000 m3 hay un ruido de fondo de fondo de 70 dB (conversación) y un tiempo de reverberación de 3 s, el nivel L debe ser de 70 + 10 = 80 dB, mientras que la relación V/T = 6.000/3 = 2.000. En el gráfico de la página anterior se lee entonces el valor de 30 W eléctricos. Por el resultado de estos cálculos se obtiene el valor de la potencia requerida por el amplificador. Sin embargo, hay que tener presente que los amplificadores están construidos con valores estándar de potencia (20, 50, 100, 150 W, etc.) por lo que en la elección es siempre prudente escoger el tipo que tiene una potencia indudablemente superior a la calculada.

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Rendimiento acústico de los altavoces - El rendimiento de los altavoces siempre suele ser bajo; si se utilizan altavoces de elevado rendimiento es necesaria una potencia eléctrica menor por parte del amplificador. El rendimiento es siempre inferior para los tonos bajos, por lo que en igualdad de potencia se perciben menos (por ejemplo si con 1 W en los tonos medios se obtiene un cierto resultado sonoro, la misma sensación se tiene con 25 W para los tonos graves). Esta consideración es válida también para la música, porque en el caso de la palabra la atenuación de los graves aumenta la inteligibilidad. Rendimiento de la red de distribución (líneas, aparatos, etc.): hay que tenerlo en cuenta

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Instalación de los micrófonos Instalaciones de distribución del sonido (en cabina aislada). La instalación no crea especiales problemas. Instalaciones de refuerzo acústico donde el micrófono se halla siempre en el mismo local en el cual tiene lugar la emisión. Hay que poner especial atención en evitar los acoplamientos acústicos entre micrófono y altavoces (efecto Larsen) que provocan silbidos intolerables. En este caso: -El micrófono debe alejarse todo lo posible de los altavoces y éstos en cualquier caso estar situados más adelantados que el micrófono; deben utilizarse micrófonos muy direccionales (cardioide e hipercardioide) -También los altavoces deben ser direccionales - El sonido de los altavoces no debe dirigirse hacia las paredes reflectantes.

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Instalación de los altavoces Constituye una de las premisas fundamentales para el éxito de un sistema de difusión sonora. Entre otras cosas, debe tenerse en cuenta: - nivel del sonido: en cada punto del ambiente sonorizado debe tenerse un nivel suficiente (un promedio de 70 dB, que en las puntas puede ser de 80 dB para la palabra o 100 dB para la música) con una reverberación mínima, ya que de otro modo resultaría desagradable además de reducir la inteligibilidad; - fuente del sonido: si la fuente primaria (micrófono) está en la sala, es preciso que los altavoces den la sensación de que el sonido procede de esta fuente (véase apartado «Disposición de los altavoces); - ecos: los sonidos procedentes de varios altavoces que llegan a un mismo punto no deben tener un retardo excesivo a fin de evitar la sensación de eco o de reverberación (véase apartado «Efecto Haas»); - efecto Larsen: es preciso evitar que se produzca, tal como se ha indicado en el apartado «Instalación de los micrófonos»).

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Nivel medio del sonido L En un punto determinado y a una cierta distancia del altavoz se determina por algunos parámetros, según la fórmula: L = P + A + N - D (dB) donde aparecen las magnitudes: P = nivel de presión media del altavoz (a 1 W y a la distancia de 1 m); A = aumento debido a la potencia efectiva del altavoz (3 dB al doblar la potencia) N = aumento del nivel debido a la presencia de varios altavoces (3 dB al doblar los altavoces)D = disminución debida al efecto de la distancia (6 dB al doblar la distancia al altavoz).

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Efecto Haas Sirve para evaluar la direccionalidad de procedencia de los sonidos cuando hay dos o más altavoces en un mismo local

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Disposición de los altavoces Siempre que en un local se utilicen varios altavoces, la superposición de los diversos sonidos desvía la sensación de procedencia a causa del efecto Haas visto en el apartado anterior. Es preciso prestar una especial atención cuando los sonidos de dos altavoces llegan a un punto determinado con un nivel no muy distinto. Regla práctica: para que un altavoz no produzca perturbación en otro falseando la sensación direccional de procedencia de la fuente (por ejemplo, un orador), su intensidad debe ser inferior a la indicada en las ordenadas del gráfico anterior teniendo en cuenta la diferencia de distancia respecto al oyente

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA Instalación de altavoces columnas acústicas :El número de altavoces que debe constituir una columna acústica, depende del grado de direccionalidad que desee obtenerse, así como de la potencia unitaria una vez conocida la potencia total que la columna debe suministrar. de techo : La finalidad de este tipo de instalación es la de proporcionar una distribución uniforme del sonido en toda la superficie situada bajo ellos. También en este caso la potencia de cada uno de los altavoces se obtiene dividiendo la potencia de sonorización total prevista por el número de altavoces.

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UT3: SONORIZACIÓN B) DIFUSIÓN SONORA La línea de alimentación de los altavoces La sección de los conductores a la salida del amplificador que alimentan los altavoces se determina a base de distintos criterios: Potencia y tensión Resistencia mecánica Capacidad del cable: Diafonía entre cables adyacentes:

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UT3: SONORIZACIÓN C) INSTALACIONES Tipos de instalaciones electroacústicas Aunque existen multitud de formas de efectuar una instalación de Sonorización o megafonía, vamos a clasificarlas en tres grupos para su mejor estudio. A. Instalaciones con Amplificación (de Potencia) y Elementos de Control centralizados. B. Instalaciones con Amplificación centralizada y Control distribuido. C. Instalaciones Modulares con Amplificación y Control distribuido y flexible.

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UT3: SONORIZACIÓN Instalaciones con Amplificación (de Potencia) y Elementos de Control centralizados. Con acoplamiento directo Con varias zonas Con línea de tensión constante C) INSTALACIONES

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UT3: SONORIZACIÓN Con amplificación centralizada y control distribuido Este sistema tiene la ventaja de disipar un menor porcentaje de energía en forma de calor que el anterior, aunque resulta más costoso y afecta a la calidad del sonido C) INSTALACIONES

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UT3: SONORIZACIÓN Instalaciones modulares con amplificación y control distribuido No hay pérdidas de potencia en la instalación. La adaptación Amplificador - Altavoz es perfecta y directa. Se instala la potencia precisa en cada zona. La calidad de sonido sólo depende del altavoz que coloquemos, ya que en toda la instalación no hay elementos que la perturben Ausencia de cálculo C) INSTALACIONES