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

- 10 -

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.

- 11 -

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)

- 17 -

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.

- 21 -

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.

- 23 -

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.

- 24 -

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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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.