Grabación, mezcla y masterización

Cómo tratar la acústica del estudio

Publicado el 07/06/2022

Hace unas semanas hablamos de cómo elegir monitores de estudio y de cómo esta elección está ligada a la acústica del estudio.

Cuando estamos en un entorno cerrado hay que tener en cuenta varias cuestiones ya que tienen un gran impacto en el resultado final.

Veamos cuales son los principales temas a tener en cuenta para conseguir un entorno de escucha satisfactorio y profesional.

Acústica de la sala

El sonido viaja a través de las ondas de presión que hacen que la presión cambie en el tiempo y en el espacio.

A temperatura ambiente, la velocidad de propagación del aire (v) es de 343 m/seg (casi).

La longitud de onda (λ) está ligada a la frecuencia (f) y a la velocidad por la relación

λ*f = v

En una habitación cerrada, las ondas se reflejan en las paredes y esto crea sumas y diferencias de energía que influyen mucho en la percepción del sonido.

Cuando una onda choca contra un obstáculo, la energía se transfiere según tres mecanismos:

  • Absorción: una parte de la energía incidente es absorbida por el obstáculo.
  • Reflexión: parte de la energía incidente rebota en el obstáculo y vuelve a la habitación.
  • Difusión: la energía incidente se dispersa debido a las formas geométricas del obstáculo.

Absorption, reflection and diffusion (ph. by studiosoundservice.com)Absorción, reflexión y difusión (ph. by studiosoundservice.com)

La combinación de estos tres modos da lugar a la complejidad de los flujos de aire y genera ondas estacionarias capaces de realzar o atenuar la respuesta en determinadas regiones de la sala.

Lo que el oyente percibe es una combinación de sonido directo(procedente directamente de la fuente), reflexiones tempranas (las primeras ondas reflejadas que llegan al oyente) y reverberación(procedente de la combinación de difusión y atenuación de la intensidad mientras las ondas viajan dentro de la sala).

Las reflexiones tempranas y la reverberación llegan al oyente tras un cierto retardo.

Sonido en un entorno cerrado (ph. by studiosoundservice.com)

Como se puede comprender fácilmente, todos esos acontecimientos son capaces de influir enormemente en la percepción del sonido.

Por eso, los profesionales del audio tienen que trabajar en entornos que les permitan tener una experiencia de escucha fiable para ser capaces de tomar la decisión correcta al procesar el audio.

El tema se estudia desde hace mucho tiempo (pensemos en los teatros griegos y romanos) y las soluciones son varias. Los principales objetivos son

  • aislamiento acústico: para evitar la propagación del sonido en ambientes externos (y reducción del ruido interno)
  • tratamiento acústico: tratar las ondas estacionarias, las reflexiones y la reverberación para crear un buen entorno de escucha.

El diseño acústico de los estudios de música

Las organizaciones profesionales (AES, ISO, ecc) han conseguido definir los parámetros que hay que tener en cuenta y los límites de las especificaciones correspondientes.

El tema no es sencillo. Las cuestiones más comunes están relacionadas con el tiempo de reverberación y la respuesta en frecuencia.

Las cosas son más complejas, pero un debate detallado supera con creces los objetivos de este post.

Quizá quieras consultar la página específica de Sound Studio Service que, por cierto, es la fuente de donde hemos sacado toda la información y referencias comentadas.

En esa página encontrarás mucho material interesante sobre el tratamiento acústico de los estudios de música.

Tiempo de reverberación

El parámetro definido para medir el tiempo de reverberación se define como RT60 que es el tiempo necesario para que una señal se atenúe 60dB desde el valor inicial en la fuente.

Trend of reverberation time before acoustic treatment (ph. by studiosoundservice.com)Tendencia del tiempo de reverberación antes del tratamiento acústico (ph. by studiosoundservice.com)

Como puede verse en la imagen, el tiempo de reverberación varía con la frecuencia y es mayor a frecuencias bajas.

Respuesta en frecuencia

La respuesta en frecuencia debe ser uniforme en toda la banda de audio. Lamentablemente, esto se ve influido por

  • la posición del altavoz respecto al oyente
  • las reflexiones de las paredes de la sala
  • las reflexiones causadas por otros objetos de la sala (atrezzo, consola, etc.).

Frequency response of an untreated control room (ph. by studiosoundservice.com)Respuesta en frecuencia de una sala de control sin tratar (ph. by studiosoundservice.com)

En la imagen se aprecian los efectos de las ondas estacionarias (modos de la sala), de las paredes (reflexión de la pared trasera/esquina) y de la consola (reflexión de la mesa de mezclas).

Pasando por alto el RT60 y la respuesta en frecuencia, el tratamiento acústico incide en los siguientes aspectos:

  • transparencia armónica - influida por la relación entre la energía cercana y lejana del sonido directo
  • comportamiento espacial del campo acústico - energía lateral y diferencia de percepción desde los oídos
  • intimidad - influida por el retardo de la primera reflexión
  • sonoridad - volumen percibido para un nivel de energía determinado
  • calidez - reverberación de frecuencias bajas y medias bajas
  • inteligibilidad - capacidad de comprensión de las palabras habladas

Los pasos para el tratamiento acústico

Los pasos para alcanzar todos los objetivos anteriores son

  • selección de instalaciones y colocación de puertas y ventanas
  • aislamiento acústico
  • determinación del punto de escucha
  • diseño acústico
  • colocación de las fuentes
  • absorción acústica
  • difusión acústica
  • ergonomía
  • estética
  • calibración de la respuesta en frecuencia mediante dispositivos electrónicos

Conseguir todo esto no es sencillo y es mucho mejor recurrir a la ayuda de profesionales cualificados en la materia.

Aislamiento acústico

El aislamiento acústico tiene por objeto evitar la propagación del sonido fuera de las instalaciones del estudio.

El motivo es evitar interferencias entre los distintos operadores y no molestar a los vecinos.

El aislamiento acústico se realiza mediante estructuras de gran capacidad aislante.

Es importante entender que el sonido se filtra a través de una pared por transmisión directa, así como por transmisión lateral utilizando los mecanismos de unión y las infraestructuras.

Para aislar se necesitan materiales de alta densidad, ya que la absorción de energía viene dada por la masa. La absorción de energía también depende de la frecuencia.

Al acercarse a la frecuencia de resonancia del sistema, la capacidad de aislamiento disminuye.

La elección de los materiales debe hacerse teniendo en cuenta también las frecuencias de resonancia.

Es mejor no utilizar materiales duros y unir los componentes con juntas desacopladas para aumentar la capacidad de amortiguación.

El aislamiento acústico es simétrico, por lo que también es útil para proteger del ruido exterior.

Tratamiento acústico

La selección de las instalaciones es un buen primer paso para el tratamiento acústico. Las salas cúbicas son las peores, ya que aumentan el efecto de ondas estacionarias.

También hay que evitar los espacios elípticos y esféricos, ya que permiten concentrar la energía en pocos puntos (los focos).

Los estudios suelen instalarse en habitaciones de forma rectangular. Las puertas y ventanas se colocan mejor en la parte posterior del punto de escucha. Las paredes de cristal deben colocarse de forma que se eviten las reflexiones hacia el oyente.

La colocación de los altavoces también es fundamental para que todo el proyecto sea eficaz.

Los altavoces deben instalarse en el lado corto de la sala y el punto de escucha debe situarse a un tercio de la longitud de la sala.

Los altavoces surround o Dolby Atmos deben seguir las especificaciones dadas por las normas respectivas.

Cabe mencionar que la distancia entre los altavoces y las paredes crea reflexiones. La interferencia entre las ondas directas y reflejadas crea picos y nulos en determinadas frecuencias. Por este motivo, los monitores Far FIeld deben montarse empotrados.

Dado el aumento de la calidad de los monitores grandes también a bajo volumen en las últimas décadas, esto ya no es un problema.

Los monitores de campo cercano y medio siguen siendo válidos y ampliamente utilizados.

Cada sistema tiene sus pros y sus contras, por lo que, muy a menudo, se utilizan configuraciones de varios altavoces.

El tratamiento acústico en sentido estricto llega una vez que se han definido los espacios y los altavoces.

El enfoque del tratamiento acústico

A lo largo de los años se han definido varios métodos.

El LEDE (Live End Dead End) utiliza un frente absorbente (Dead End) y un fondo vivo pero difuso (Live End). Esta técnica se desarrolló en 1979 con el objetivo de reducir las primeras reflexiones y enfocar el sonido procedente de los monitores.

Un segundo enfoque se define como RFZ (Reflection Free Zone). Con este diseño, la posición de escucha se mantiene libre de reflexiones. . Este método data de 1984. Funciona bien por encima de 500 Hz, mucho menos con frecuencias más bajas.

En 1991 se introdujo el método sin entorno, que sigue siendo el más avanzado.

Este método utiliza 2 paredes reflectantes (la frontal y el suelo) y todo el resto tratado con absorbentes de banda ancha capaces de gestionar frecuencias muy bajas.

Los difusores para agudos y medios-agudos situados en los laterales y en la parte trasera proporcionan una experiencia de escucha más natural.

De hecho, esta metodología se considera la más eficaz.

Non-environment control room (ph. by studiosoundservice.com)Sala de control sin ambiente (ph. by studiosoundservice.com)

Un ejemplo

La siguiente imagen muestra cómo se tratan las paredes y el techo con absorbentes y difusores de banda ancha según los principios de diseño no ambiental.

Los absorbentes para llegar a las frecuencias más bajas tienen que ser físicamente anchos. Los difusores tienen que estar diseñados para funcionar en las bandas de frecuencia seleccionadas.

El diseñador puede utilizar herramientas de simulación y equipos de prueba para diseñar primero y comprobar después que todo va como se espera.

Studio Mulinetti's control room (ph. by studiosoundservice.com)Sala de control del estudio Mulinetti (ph. by studiosoundservice.com)

Un buen tratamiento acústico mejora todos los objetivos enumerados anteriormente.

Otras mejoras pueden venir dadas por el uso de sistemas electrónicos de calibración que son más efectivos cuando se instalan en ambientes tratados.

Para cerrar la sección veamos, en las siguientes imágenes, los efectos del tratamiento acústico sobre la respuesta en frecuencia y el tiempo de reverberación de la sala.

Frequency response of a treated room (ph. by studiosoundservice.com)Respuesta en frecuencia de una sala tratada (ph. by studiosoundservice.com)

Trend of reverberation time after acoustic treatment (ph. by studiosoundservice.com)Evolución del tiempo de reverberación tras el tratamiento acústico (ph. by studiosoundservice.com)

Salas de seguimiento

Los mismos principios se aplican a las salas de seguimiento, pero los criterios de diseño suelen depender del gusto del propietario.

Las técnicas y herramientas son las mismas que para las salas de control, pero los resultados son muy diferentes en cada caso.

Las situaciones típicas son:

  • salas neutras (para amplificadores, instrumentos sueltos y voces) - tienen RT60 de 0,10 - 0,25 seg.
  • salas de dimensiones medias (para conjuntos y orquestas pequeñas): tienen un RT60 de 0,2 - 0,5 seg.
  • salas anchas (para orquestas, pero también para conjuntos pequeños e instrumentos individuales): RT60 de 0,6 a 1,1 segundos.

No vamos más allá dada la variabilidad de los requisitos.

Conclusión

Ahora debe quedar claro que un tratamiento acústico adecuado es cosa de profesionales.

Las diversas soluciones propuestas para estudios domésticos ayudan, pero no solucionan los problemas más importantes.

Como siempre ocurre en el mundo del audio, los resultados de alta calidad implican inversión, habilidades y un enfoque profesional.

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