viernes, 15 de mayo de 2009

Pregunta y Respuesta: Cámara Anecoica

Un lector anónimo pregunta:

"Me interesaria saber que relación tiene la longitud de onda de la frecuencia de corte (frecuencia minima a absorber), el espesor del material y las dimensiones de la propia camara"

La pregunta se origina a partir de la entrada sobre una cámara anecoica, así que lee esa entrada primero si no lo has hecho aún para que puedas sacar el máximo de esta respuesta.

Para explicar la relación entre las dimensiones de un recinto (como una cámara anecoica, un estudio, un teatro, etc), y las frecuencias mas graves que pueden ser absorbidas en éste, primero hay que entender la relación entre las dimensiones del recinto y las frecuencias mas graves que pueden ser reproducidas en éste.

Las dimensiones de la cámara, y de ningún recinto, no son de por sí limitantes para la frecuencia mas grave que se pueda reproducir o absorber en su interior. Esto suena a una contradicción, porque pareciera ser obvio que si por ejemplo, una onda a 45 Hz tiene una longitud de onda de 7.6 metros, y un cuarto tiene solo 5 metros de fondo, luego entonces en ese cuarto no puede existir una onda a 45 Hz. Pero este no es el caso, si fuera así ¿Cómo es que unos audífonos pueden llegar a reproducir frecuencias muy bajas habiendo tan poco espacio en cada una de sus "orejas"? . . . Veamos porqué:

Lo que impide que en un recinto ciertas frecuencias graves no se reproduzcan bien, son las denominadas ondas estacionarias o modos del cuarto. Estas ondas estacionarias se crean debido a las reflexiones del sonido en las paredes, techo y suelo de un recinto. Es decir, si no hay reflexiones en las paredes como en una cámara anecoica, entonces no hay límite para la frecuencia mas baja que puede ser absorbida.

Photobucket
El sonido directo de unos monitores o de algún instrumento, interactúa
con el sonido reflejado en las paredes para crear las denominadas
"ondas estacionarias".


Dicho de otro modo, no son las dimensiones de un recinto o de una cámara anecoica las que determinan qué frecuencias puede ser absorbidas o reproducidas en él, sino sus condiciones acústicas. En una cámara que tuviera 100% de condiciones anecoicas, todas las frecuencias audibles serían absorbidas independientemente de las dimensiones de la cámara.

Por otro lado, imagínate crear un cuarto de 2 metros cuadrados en el centro de un gran espacio abierto. Ahora imagina que las paredes y techo son de papel. Cualquier frecuencia grave atravesaría sin problemas el papel y ningún sonido sería reflejado de vuelta al cuarto. Desde el punto de vista del interior de este cuarto, cualquier frecuencia grave será "absorbida" por las paredes y techo, a pesar de ser muy pequeño. Una vez mas, depende de las condiciones acústicas y no de las dimensiones.

Onda Estacionaria:

Una onda estacionaria, como su nombre lo indica, parece estar estática dentro del cuarto. Ya no es una onda de sonido común que "circula" y que sus puntos de alta y baja presión pasan por un determinado punto y continúan su trayectoria.

Axial Modes
Una onda estacionaria crea puntos débiles y fuertes dentro
de
un recinto para ciertas frecuencias, haciendo así
dispareja la
respuesta de frecuencia en diferentes puntos del cuarto.


En una onda estacionaria se crean puntos de alta y baja presión que se mantienen estáticos dentro del cuarto (como se muestra en la figura). Por ejemplo, una determinada frecuencia grave puede llegar a escucharse unos 15 dB mas fuerte en las esquinas del cuarto, que justo en el centro de éste. Hay muchos tipos de ondas estacionarias o modos, pero los mas fáciles de explicar y combatir, y de hecho los de resultados acústicos mas dramáticos son los producidos entre dos superficies paralelas, los denominados modos axiales. Como estos son producidos por la interacción del sonido entre dos superficies paralelas, resulta claro que hay modos axiales entre la pared frontal y trasera, otros entre las paredes de los lados, y otros entre techo y suelo.

Espesor del Material Absorbente:

La otra pregunta es acerca de la relación entre el material absorbente y la frecuencia mas grave absorbida. El espesor del material y su densidad es directamente proporcional a la frecuencia mas grave que será absorbida dentro de la cámara anecoica (o en cualquier recinto con tratamiento acústico). Es decir que entre mayor sea la cantidad de material absorbente, mayor sea su espesor, y mayor sea su densidad, mas baja será la frecuencia que absorberá.

Hay otros "trucos" para hacer mas efectivo el material acústico, como espaciarlo de la pared en lugar de pegarlo directamente en ella, o tratar las esquinas del cuarto para destruir las ondas estacionarias.

En este estudio (en inglés) realizado por Ethan Winer de Real Traps, puedes observar cómo la densidad, espesor, y ubicación del material afectan los resultados.

Para saber mas...

Explicar cada uno de los conceptos va mucho mas allá del alcance de esta entrada, y ciertamente sería muy largo, pero espero haber aclarado un poco la situación. Ya hay muchas entradas sobre acústica en el glosario, y también tutoriales para empezar a investigar y consultar lo que no quede claro en este pequeño tutorial/respuesta.

A mi parecer el artículo de Ethan Winer sobre acústica es el mejor recurso gratuito en internet para saber del tema. Lo puedes encontrar acá. Por ahora está en inglés, pero ya tengo permiso de Ethan para traducirlo, así que si te interesa saber mas, está pendiente.

Saludos...

4 comentarios:

matias dijo...

GENIAL! muchas gracias por el aporte!

matias dijo...

Kaux:
no soy gran experto en la ingeniaría, pero me gusta pensar que me alguna idea tengo, o al menos me intereso y leo. Cuestión que quiero hacer una instalación con fines artísticos y experimentales. Al espacio lo quiero hacer 100% anecoico (unos 4x4 metros). Como lo logro? es posible? digo: se puede hacer "caseramente" sin un presupuesto millonario ni mucho menos.

Kaux dijo...

Hola Matías.

Pues te tengo una mala y una buena noticia...

La Mala: No es posible hacer una cámara anecoica de forma casera y sin un presupuesto millonario. Las grandes empresas invierten millones de dólares en sus cámaras anecoicas solo para llegar a salas que son un 99% anecoicas, y nunca llegar al 100 (al menos no en todas las frecuencias). Muchas cámaras anecoicas tienen 4 metros o más de material acústico, así es que nisiquiera el espacio sería appropiado.

LA NUENA NOTICIA: Para la mayoría de usos que uno tenga no necesitas una cámara anecoica y nisiquiera un estudio que sea extremadamente muerto acústicamente. De hecho un estudio demasiado muerto acústicamente sonará mal. ¿que es lo que quieres hacer?

Es probable que para lo que necesites no sea indispensable condiciones anecoicas. Es una práctica común también al tratar un estudio acústicamente crear una esquina bastante muerta, que se usa entre otras cosas para grabar voces, o cuando definitivamente quieres ese efecto en lo que vas a grabar. Eso si que es mucho mas factible...

Bueno dime que deseas hacer y lo discutimos. Saludos!

oti33 dijo...

Mil gracias Kaux por la respuesta. Quiero que sepas que la había leído ya cuando me la habías respondido, solo que me olvide de agradecerte... aprovecho y lo hago ahora.

lo que yo quería hacer era un cuarto enteramente muerto, para producir un sentimiento de incomodidad, esto iba a ir acompañado de imágenes y demás... algo como una instalación inestable. pero bueno, seguiré investigando... gracias de vuelta