Acústica Básica 
Autor: Borja Azpiroz   

El estudio científico de la acústica, particularmente la acústica de teatros se remonta a los teatros griegos como el de Epidauro. Hunt (1978 p9) sitúa los orígenes del estudio del sonido en Pitágoras (ca. 570-497 BC). Posteriormente serán los romanos los que desarrollarán un sistema más complejo de estudio de la acústica en los teatros al aire libre. La primera referencia escrita se la debemos como casi siempre al arquitecto romano Vitrubio en su obra De Architectura (Liber V, chapter VII: De locis consonantibus ad theatra eligendis)

 

      Micrófonos, tipos y utilización practica.

  • ¿Que es la altura (tono) de un sonido?
  • ¿Que es el timbre?
  • ¿Que es el efecto Doppler?
  • ¿Que es una octava, media octava y tercio de octava?
  • ¿Que es un filtro de ancho de banda constante?.
  • ¿Que es un filtro de ancho de banda proporcional?
  • ¿Que es el ruido rosa?
  • ¿Que es el ruido blanco?
  • ¿Que es la disminución espacial del nivel sonoro?.

1- ¿Que es el Sonido? Menú

El sonido es la vibración de un medio elástico, bien sea gaseoso, liquido o sólido. Cuando nos referimos al sonido audible por el oído humano, estamos hablando de la sensación detectada por nuestro oído, que producen las rápidas variaciones de presión en el aire por encima y por debajo de un valor estático. Este valor estático nos lo da la presión atmosférica (alrededor de 100.000 pascals) el cual tiene unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en un barómetro.

¿Como son de pequeñas y de rápidas las variaciones de presión que causan el sonido?. Cuando las rápidas variaciones de presión se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz) el sonido es potencialmente audible aunque las variaciones de presión puedan ser a veces tan pequeñas como la millonésima parte de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por grandes variaciones de presión, por ejemplo una variación de 1 pascal se oiría como un sonido muy fuerte, siempre y cuando la mayoría de la energía de dicho sonido estuviera contenida en las frecuencias medias (1kHz - 4 kHz) que es donde el oído humano es mas sensitivo.

El sonido lo puede producir diferentes fuentes, desde una persona hablando hasta un altavoz, que es una membrana móvil que comprime el aire generado ondas sonoras.

2- ¿Que es la Frecuencia fhz? Menú

Como hemos visto el sonido se produce como consecuencia de las compresiones y expansiones de un medio elástico, o sea de las vibraciones que se generan en el.

La frecuencia de una onda sonora se define como el numero de pulsaciones (ciclos) que tiene por unidad de tiempo (segundo).La unidad correspondiente a un ciclo por segundo es el herzio (Hz).

Las frecuencias mas bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos "graves" , son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos "agudos" y son vibraciones muy rápidas.

El espectro de frecuencias audible varia según cada persona, edad etc. Sin embrago normalmente se acepta como el intervalos entre 20 Hz y 20 kHz.

3- ¿Que es un Decibelio dB?. Menú

El decibelio es una unidad logarítmica de medida utilizada en diferentes disciplinas de la ciencia. En todos los casos se usa para comparar una cantidad con otra llamada de referencia. Normalmente el valor tomado como referencia es siempre el menor valor de la cantidad. En algunos casos puede ser un valor promediado aproximado. En Acústica la mayoría de las veces el decibelio se utiliza para comparar la presión sonora, en el aire, con una presión de referencia. Este nivel de referencia tomado en Acústica, es una aproximación al nivel de presión mínimo que hace que nuestro oído sea capaz de percibirlo. El nivel de referencia varia lógicamente según el tipo de medida que estemos realizando. No es el mismo nivel de referencia para la presión acústica, que para la intensidad acústica o para la potencia acústica. A continuación se dan los valores de referencia.

Nivel de Referencia para la Presión Sonora (en el aire) = 0.00002 = 2E-5 Pa (rms)
Nivel de Referencia para la Intensidad Sonora ( en el aire) = 0.000000000001 = 1E-12 w/m^2
Nivel de Referencia para la Potencia Sonora (en el aire) = 0.00000000001 = 1E-12 w

Como su nombre indica el decibelio es la décima parte del Bel. El Bel es el logaritmo en base 10 de la relación de dos potencias o intensidades. No obstante esta unidad resulta demasiado grande por lo que se ha normalizado el uso de la décima parte del Bel, siendo el decibel o decibelio. La formula para su aplicación es la siguiente, partiendo que la intensidad acústica en el campo lejano es proporcional al cuadrado de la presión acústica, se define el nivel de presión sonora como:

Lp = 10log (p^2/pr) = 20 log p/pr

Siendo Lp = Nivel de Presión sonora; p la presión medida; pr la presión de referencia (2E-5 Pa)

Como es fácil ver el nivel de referencia siempre se corresponde con el nivel de 0 dB:

Lp = 20log (0.00002/0.00002) = 20log(1) = 20 * 0 = 0 dB

Por la tanto en 0 dB tenemos el umbral de audición del oído humano, se supone que no es posible oír por debajo de este nivel, o sea variaciones de nivel en la presión del aire inferiores a 0,00002 pascal.

La razón por la que se utiliza el decibelio es que si no, tendríamos que estar manejando números o muy pequeños o excesivamente grandes, llenos de ceros, con lo que la posibilidad de error seria muy grande al hacer cálculos. Además también hay que tener en cuenta que el comportamiento del oído humano esta mas cerca de una función logarítmica que de una lineal, ya que no percibe la misma variación de nivel en las diferentes escalas de nivel, ni en las diferentes bandas de frecuencias.

4- ¿Como se mide el Nivel Sonoro?. Menú

Para medir el nivel sonoro disponemos de los Sonometros. Estos aparatos nos permiten conocer el Nivel de Presión sonora o SPL (Sound Presure Level). Normalmente suelen ser sistemas digitales y presentan en una pantalla de cristal liquido los valores medidos. Estos siempre se dan como decibelios dB y en referencia al valor antes señalado de (2E-5 Pa). Con el sonometro es posible además del hallar el valor rms de la presión, también ver los picos máximos y niveles mínimos de la medida. Como se vera en el capitulo de ponderaciones, los sonometros normalmente no dan la medida en dB lineales si no que dan ya con la ponderación y son dBA/dBC etc..

Una función muy utilizada a la hora de medir niveles de presión acústica y que ofrecen los sonometros es la medición en modo Leq. Normalmente se utiliza el Leq 1´ (leq a un minuto). El sonometro mide las diferentes presiones que se generan durante un tiempo determinado (Leq X) siendo X = 1 minuto en nuestro caso, el valor que nos da al finalizar el minuto de medida es un valor en dB que equilvadria al de una señal de valor continuo durante todo el minuto y que utilizaría la misma energía que se ha medido durante el minuto. Hay que observar que en una medida de un minuto los valores varían y si se quiere determinar un valor medio de ruido hay que hacerlo con la función Leq, de otra forma se obtendrán valores erróneos puesto que podemos tener valores de pico durante un instante y no ser representativos del nivel de ruido normal que se esta intentando determinar.

5- ¿Que es el dBA o la ponderación -A-? Menú

En el punto anterior hemos visto que el dB es un valor lineal, quiere decir que los valores medidos son los valores tomados como validos sin que sufran ninguna alteración. Si los valores de presión acústica los medimos de esta forma, linealmente, aun siendo cierta dicha medida, tendrá poco valor en cuanto a la percepción del odio humano. El oído no se comporta igual para el mismo nivel de presión en diferentes frecuencias. Por ejemplo tomemos un sonido lineal en toda la banda de 20 Hz a 20 kHz tenemos en todas las bandas un nivel de 30 dB, si nuestro oído fuese lineal oiríamos los mismo o mejor con la misma intensidad auditiva las frecuencias mas bajas, que las medias y que las agudas. Sin embargo esto no es cierto el oído humano tiene una menor sensibilidad en las frecuencias mas graves, y en las mas agudas frente a las medias. Lo que mas oímos por tanto son las frecuencias medias, y las que menos las mas graves seguidas de las mas agudas.

Como vemos es necesario encontrar una forma de ajustar los niveles de dB que hemos medido con la percepción que el oído tiene de los mismos según cada frecuencia. Esta corrección se realiza ponderando los dB medidos mediante una tabla de ponderación ya especificada y que se llama tabla "A". Los decibelios ya ponderados en "A" se representan como dBA y los no ponderados, llamados lineales, como dB.

Por ejemplo si en una frecuencia de 100 Hz hemos medido 80 dB, al ponderarlo pasaran a ser 60,9 dBA, esto quiere decir que un nivel de presión sonora de 80 dB en una frecuencia de 100 Hz es oída por nuestro sistema de audición como si realmente tuviese 60,9 dBA y no 80 dB.

Al final se adjuntan unas tablas con las ponderaciones de A y C.

6- ¿Como se suman los niveles de sonido?. Menú

Hemos visto que el decibelio es una función logarítmica y por tanto cuando hablamos de dB de presión sonora no es posible sumarlos sin mas. Por ejemplo 30 dB + 30 dB no es igual a 60 dB si no a 33 dB como vamos a ver a continuación.
Para poder sumar dos decibelios podemos emplear la siguiente ecuación:

Suma dB1 + dB2 = 10 log (10^(dB1/10) + 10^(dB2/10))

30 dB + 30 dB = 10 log(10^(30/10) + 10^(30/10) =
10 log(10^3 + 10^3) = 10 log ( 1000 + 1000) = 33 dB

La suma de dos dB nunca puede ser mas de 3 dB mas que el mayor de los dos. Si la diferencia que hay entre los dos valores a sumar es mayor de 10 dB la suma no tiene valor practico y se toma el valor del mayor de los dos. Por ejemplo si sumamos 20 dB + 10 dB el resultado será igual a 20 dB (aproximado). Solamente son significativos para la suma los valores que tienen una diferencia menor a 10 dB.

7- ¿A partir de que niveles el sonido es perjudicial?. Menú

Por encima de los 100 dBA es muy recomendable siempre que sea posible utilizar protectores para los oídos. Si la exposición es prolongada, por ejemplo en puestos de trabajos, se considera necesario el utilizar protectores en ambientes con niveles de 85 dBA, siempre y cuando la exposición sea prolongada. Los daños producidos en el oído por exposiciones a ruidos muy fuertes son acumulativos e irreversibles, por lo que se deben de extremar las precauciones. De la exposición prolongada a ruidos se observan trastornos nerviosos, cardiacos y mentales.

8- ¿Que es la Presión Acústica y el Nivel de Presión Acústica? menú Menú

La presión sonora como hemos visto antes, es la presión que se genera en un punto determinado por una fuente sonora. El nivel de presión sonora SPL se mide en dB(A) SPL y determina el nivel de presión que realiza la onda sonora en relación a un nivel de referencia que es 2E-5 Pascal en el aire.

Es el parámetro mas fácil de medir, se puede medir con un sonometro. Su valor depende del punto donde midamos, del local etc. Realmente no da mucha información sobre las características acústicas de la fuente, a no ser que se haga un análisis frecuencial de los nivel de presión, dado que el SPL siempre esta influenciado por la distancia a la fuente, el local etc.

9- ¿Que es la Intensidad Acústica y el Nivel de Intensidad Acústica?. Menú

Se puede definir como la cantidad de energía sonora transmitida en una dirección determinada por unidad de área. Con buen oído se puede citar dentro de un rango de entre 0.000000000001 w por metro cuadrado, hasta 1 w.

Para realizar la medida de intensidades se utiliza actualmente analizadores de doble canal con posibilidad de espectro cruzado y una sonda que consiste en dos micrófonos separados a corta distancia. Permite determinar la cantidad de energía sonora que radia una fuente dentro de un ambiente ruidoso. No es posible medirlo con un sonometro. El nivel de intensidad sonora se mide en w/m2.

10- ¿Que es la potencia Acústica y el Nivel de Potencia Acústica?. Menú

La potencia acústica es la cantidad de energía radiada por una fuente determinada. El nivel de potencia Acústica es la cantidad de energía total radiada en un segundo y se mide en w. La referencia es 1pw = 1E-12 w.

Para determinar la potencia acústica que radia una fuente se utiliza un sistema de medición alrededor de la fuente sonora a fin de poder determinar la energía total irradiada.

La potencia acústica es un valor intrínseco de la fuente y no depende del local donde se halle. Es como una bombilla, puede tener 100 w y siempre tendrá 100 w la pongamos en nuestra habitación o la pongamos dentro de una nave enorme su potencia siempre será la misma. Con la potencia acústica ocurre lo mismo el valor no varia por estar en un local reverberante o en uno seco.Al contrario de la Presión Acústica que si que varia según varíe las características del local donde se halle la fuente, la distancia etc.

11- ¿Cual es la velocidad de propagación del sonido en el aire, agua etc...? Menú

La velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos 334 m/s . y a 0º es de 331,6 m/s. La velocidad de propagación es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es alrededor de 12 m/s mayor a 20º. La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica.

En el agua la velocidad de propagación es de 1500 m/s. Es posible obtener medidas de temperatura de los océanos midiendo la diferencia de velocidad sobre grandes distancias.

Si necesitas mas datos sobre la propagación del sonido en los materiales recurre al CRC Handbook of Chemistry & Physics.

12- ¿Que es el Tiempo de Reverberación?. Menú

El Tiempo de Reverberación RT, es el tiempo que tarda una señal, desde que esta deja de sonar, en atenuarse un nivel de 60 dB. Para realizar la medida se genera un ruido y se mide a partir de que este deja de sonar, entonces se determina el tiempo que tarda en atenuarse 60 dB.

El Tiempo de Reverberación se mide de forma frecuencial, esto es, un local no tiene el mismo RT en 200 Hz que en 4 kHz. Ello es debido a que el RT tiene determinado por el Volumen de la sala, y por los coeficientes de absorción de sus superficies, o si se prefiere por las superficies con un coeficiente de absorción determinado. Como los coeficientes de absorción de los diferentes materiales que componen cualquier local no son iguales para todas las frecuencias, las reflexiones generadas en el interior del local serán diferentes para cada frecuencia y por lo tanto el RT del local es diferente según las frecuencias.

Para calcular la RT de un local sin realizar mediciones se puede utilizar la formula de Sabine:

RT60 = 0,163 * (V/A)

V = Volumen de la sala en m3 y A = Superficie de Absorción en m2

Como norma cuanto mayor es el local mayor es el RT. Si los materiales que lo componen internamente son poco absorbentes el RT también aumentara.

El valor de RT es muy importante si se quiere conseguir buenos niveles de inteligibilidad dentro de los locales.

13- ¿Que es el Coeficiente de Absorción de un material?. Menú

El coeficiente de absorción de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo. Dada esta formulación su valor siempre esta comprendido entre 0 y 1. El máximo coeficiente de absorción esta determinado por un valor de 1 donde toda la energía que incide en el material es absorbida por el mismo, y el mínimo es 0 donde toda la energía es reflejada.

El coeficiente de absorción varia con la frecuencia y por tanto los fabricantes de materiales acústicos dan los coeficientes de absorción por lo menos en resolución de una octava.

Sabiendo los materiales de una sala y sabiendo sus coeficientes de absorción podemos saber como sonora esa sala en cada frecuencia y podremos también saber, mediante la formula de Sabine, Eyring etc., el tiempo de reverberación también por frecuencias.

14- Tablas de Ponderación A,C y U (dB). Menú

Nominal ..............Exacta

Frecuencia.......... Frecuencia .........A-weight ..........C-weight ........U-weight

10 ...........................10.00 ...............-70.4 ...............-14.3............... 0.0
12.5 ........................12.59 ...............-63.4 ...............-11.2 ...............0.0
16 ...........................15.85 ...............-56.7 ................- 8.5 ...............0.0
20 ...........................19.95 ...............-50.5 ................- 6.2 ...............0.0
25 ...........................25.12 ...............-44.7 ................- 4.4 ...............0.0
31.5 ........................31.62 ...............-39.4 ................- 3.0 ...............0.0
40 ...........................39.81 ...............-34.6 ................- 2.0 ...............0.0
50 ...........................50.12 ...............-30.2 ................- 1.3 ...............0.0
63 ...........................63.10 ...............-26.2 ................- 0.8 ...............0.0
80 ...........................79.43 ...............-22.5 ................- 0.5 ...............0.0
100 .......................100.00 ...............-19.1 ................- 0.3 ...............0.0
125 .......................125.9 .................-16.1................ - 0.2 ...............0.0
160 .......................158.5 .................-13.4 ................- 0.1 ...............0.0
200 .......................199.5 .................-10.9 ..................0.0 ................0.0
250 .......................251.2 ..................- 8.6 ..................0.0 ................0.0
315 .......................316.2.................. - 6.6 ..................0.0 ................0.0
400 .......................398.1 ..................- 4.8 ..................0.0 ................0.0
500 .......................501.2 ..................- 3.2 ..................0.0 ................0.0
630 .......................631.0 ..................- 1.9 ..................0.0 ................0.0
800 .......................794.3 ..................- 0.8 ..................0.0 ................0.0
1000 ...................1000.0 .....................0.0 ..................0.0 ................0.0
1250 ....................1259 ....................+ 0.6.................. 0.0 ................0.0
1600 ....................1585 ....................+ 1.0 ................- 0.1................ 0.0
2000 ....................1995 ....................+ 1.2 ................- 0.2 ................0.0
2500 ....................2512 ....................+ 1.3 ................- 0.3 ................0.0
3150 ....................3162 ....................+ 1.2 ................- 0.5 ................0.0
4000 ....................3981 ....................+ 1.0 ................- 0.8 ................0.0
5000 ....................5012 ....................+ 0.5 ................- 1.3 ................0.0
6300 ....................6310 .....................- 0.1 ................- 2.0 ................0.0
8000 ....................7943 .....................- 1.1 ...............- 3.0 .................0.0
10000 ................10000 .....................- 2.5 ...............- 4.4 .................0.0
12500 ................12590 .....................- 4.3 ...............- 6.2 ...............- 2.8
16000 ................15850 .....................- 6.6 ...............- 8.5 ..............-13.0
20000 ................19950 .....................- 9.3 ..............-11.2 ..............-25.3
25000 ................25120 ....................-37.6
31500 ................31620 ....................-49.7
40000 ................39810 ....................-61.8

15- ¿Que es Eco, Reverberación y Resonancia? Menú

Cuando se genera un sonido en el interior de un local las superficies que componen el mismo ocasionan una serie de diferentes efectos dependiendo del las características de dichas superficies.

Esto ocurre porque las ondas sonoras inciden en las diferentes superficies y estas las reflejan de diferente forma según su coeficiente de reflexión acústica.

Como es lógico, primero siempre se percibe el sonido directo, esto es, el sonido que nos llega a nuestro oído sin que se aún se halla reflejado en ninguna superficie. Una vez recibido el sonido directo, llegará a nuestros oídos, con un retraso de tiempo con respecto al sonido directo, el sonido reflejado por las superficies del local.

Tanto el retraso como el nivel sonoro del sonido reflejado dependen de las características físicas del local y sus superficies.

Si el retraso entre el sonido directo y el reflejado es mayor de 1/10 de segundo, nuestro sistema de audición será

Micrófonos, tipos y utilización practica. Menú

Realmente si hay un punto importante a la hora de estudiar el sonido, es el de su captación. Normalmente hoy en día la mayoría de los Técnicos dedicados al sonido realizan la mayor parte de su trabajo realizando tomas de sonido, bien sea para grabar un disco, como para un reportaje de noticias, la banda sonora de una película, una actuación en directo, o simplemente para la realización de una biblioteca sonora.
Para poder captar los sonidos que nos rodean en nuestra vida diaria, necesitamos de algún sistema que nos permita transformar las variaciones de presión en el aire (ondas sonoras), en ondas eléctricas, de manera que estas las podamos manipular y almacenar sobre algún soporte bien sea en formato analógico o digital.
Los micrófonos cumplen este cometido. El micrófono es un transductor que nos permite realizar esta conversión entre las variaciones de presión y variaciones de nivel en una corriente eléctrica. A la hora de estudiar los diferentes tipos de micrófonos, podemos hacerlo, bien sea por su tipo de funcionamiento, o bien por la forma en que recoge el sonido, dado que no presentan la misma sensibilidad en todos los ángulos con respecto a la fuente sonora, forma que se representa por medio de un diagrama polar.
En primer lugar vamos a ver lo que es cada parámetro en relación a un micrófono, y posteriormente veremos los diferentes tipos de funcionamiento y sus aplicaciones practicas.

EL DIAGRAMA POLAR


El diagrama polar de un micrófono refleja la sensibilidad con que es capaz de captar un sonido según el ángulo con que le incida este. para determinar el diagrama polar de un micrófono, se utiliza una cámara anecoica (cámara aislada y que no tiene reverberación) en la que se coloca el micrófono y frente a el una fuente sonora que genera un tono a una frecuencia determinada. Teniendo el micrófono en el eje de 0º sobre la fuente sonora, se mide la tensión de salida del mismo. A esta tensión se le llama "tensión de referencia a 0 dBs" y se toma como tensión de referencia. A continuación se va rotando el micrófono sobre su eje variando el ángulo de incidencia con respecto a la fuente sonora, y se van anotando los valores de tensión que obtenemos en su salida. En el Gráfico 1 podemos ver una muestra mas clara de la forma en se realiza un diagrama polar de un micrófono.


Gráfico 1

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Utilizando este sistema hay que repetir la misma operación para diferentes frecuencias y así poder saber el comportamiento que tiene en varias bandas de frecuencias. También se puede realizar el diagrama polar mediante el sistema de espectrometría de retardo de tiempos, donde se realiza una medida de la respuesta en frecuencia del micrófono cada 10º y después se procesa obteniéndose los diagramas a las frecuencias deseadas.
Como hemos podido ver el diagrama polar de un micrófono nos da la información necesaria para saber de que forma se va a comportar el micrófono con los sonidos dependiendo de donde le vengan estos. Los diagramas polares se pueden dividir básicamente en tres, el omnidireccional, el bidireccional y el unidirecional (estos a su vez se dividen en cardioides, supercardioides e hipercadioides). Ver Gráfico 2
.
El micrófono unidireccional se puede clasificar como aquel que tiene una mayor sensibilidad a los sonido que el vienen de frente a la cápsula con un ángulo relativamente amplio. Este tipo de diagrama polar, se puede subdividir en tres que son, el cardioide, el supercadioide y el hipercardioide. Cada uno de ellos va presentando un diagrama polar cada vez mas estrecho y por tanto se van haciendo mas insensibles a los sonidos que les llegan desde la parte posterior así como del lateral. Ver Gráfico 2.


Gráfico 2

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En el caso del diagrama polar omnidireccional, tal y como su nombre lo indica, este recibe prácticamente con la misma sensibilidad cualquier sonido independientemente del punto donde proceda el mismo, su diagrama es por tanto circular. El bidireccional presenta una gran sensibilidad en el frente, con un ángulo amplio, y una imagen simétrica en la parte posterior, o sea que es menos sensible a los sonido que le llegan desde los laterales y mas sensible a los que le llegan desde el frente y la parte posterior.

Un factor importante es que el micrófono, con un diagrama polar determinado, lo mantenga los mas igualado posible en todas las frecuencias, dado que si no, se presentan coloraciones en el sonido debido al acercamiento o separación desde o hacia la fuente sonora. Si tenemos unos diagramas polares uniformes para diferentes frecuencias, sabremos que la respuesta en frecuencia del micrófono no variara en exceso según los ángulos de incidencia del sonido.
Una vez visto lo que es el diagrama polar del micrófono y los diferentes tipos que hay, vamos a ver para que podemos utilizar cada uno de ellos.

Los micrófonos omnidireccionales son recomendables cuando se necesite alguno o varios de los siguientes usos:

- Captación del sonido en todas las direcciones.
- Captación de reverberaciones en locales, cámaras etc.
- Exclusión máxima del ruido mecánico generado por viento etc.
- Respuesta amplia en las frecuencias mas bajas, sobre todo con micrófonos de condensador.

Los micrófonos direccionales (Cardioides, SuperCardioides e HiperCardioides) los usaremos en los siguientes casos:

- Rechazar al máximo la acústica que tenga el recinto donde se realiza la toma.
- Rechazar el ruido de fondo.
- Utilizar técnicas especiales de grabación con parejas de micrófonos (estéreo coincidente)
- Captación de sonidos lejanos.

 

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LA SENSIBILIDAD

La sensibilidad de un micrófono es la relación entre la tensión de salida obtenida en el mismo y la tensión de referencia que provoca dicha salida en el micrófono. Normalmente se mide en decibelios referenciados a 1 voltio con una presión de 1 dina/cm2 y la señal de referencia usada es un tono de 1000 Hz a 74 dB SPL.
Como es lógico cuanto mayor sea la sensibilidad de un micrófono, mejor.
La sensibilidad del micrófono no influye en su calidad sonora, ni en su respuesta en frecuencia, únicamente es importante a la hora de su uso ya que un micrófono de baja sensibilidad nos fuerza, al utilizar un preamplificador para el micrófono, a utilizar un nivel mayor de ganancia de entrada para dicho micrófono, aumentando de esta manera el ruido de fondo que produce la electrónica de los preamplificadores.
Para las mismas condiciones si tenemos un micrófono con una sensibilidad mayor, necesitaremos menos ganancia en la entrada del preamplificador con lo que reduciremos el nivel de ruido de fondo.
Puede parecer que esto no tiene excesiva importancia, y puede que no la tenga cuando únicamente se utiliza un micrófono y lo que se trata de grabar o amplificar no es muy importante.
Sin embargo cuando se utilizan muchos micrófonos, caso muy típico en grabaciones y actuaciones en directo, el nivel de ruido de fondo producido en cada canal se va sumando y el resultado puede ser realmente problemático, sobre todo cuando grabamos en soporte digital.

RUIDO PROPIO Menú

El ruido propio de un micrófono es el que produce cuando no hay ninguna señal externa que excite el micrófono. Esta medida se realiza normalmente en una cámara anecoica y se especifica como una medida de presión sonora y por tanto en dB SPL, equivalente a una fuente sonora que hubiese generado la misma tensión de salida que el ruido producido por el micrófono.
El nivel indicado en dB SPL se especifican con la ponderación A incluida, de forma que se adapta a la curva de nuestro oído ajustando las frecuencias mas graves y mas agudas.
Se puede considerar como excelente un nivel de ruido de 20 dBA SPL, como valor bueno sobre unos 30 dBA SPL, y como malo 40 dBA SPL.
A la hora de comparar varios micrófonos es importante tener en cuenta este valor de ruido propio. Cuanto menos ruido tengamos mejor. Hay que acordase que después, e la practica no usaremos un micrófono solo, usaremos varios y los niveles de ruido se van sumando.

RELACION SEÑAL/RUIDO (S/R) Menú

La relación señal ruido (S/R) representa realmente la diferencia entre el nivel SPL y el ruido propio del micrófono. Cuanto mayor sea la SPL y menor el ruido mejor será la relación señal ruido, y por contra si el nivel de SPL es menor y el ruido propio aumenta, la relación será menor y por tanto peor.
Cuanto mayor sea la relación señal ruido mejor.
Nos indica que porcentaje de la señal SPL esta por encima del ruido de fondo. Si tenemos una SPL de 100 dB y un ruido propio en el micrófono de 30 dB, la relación señal/ruido será de 70 dB.
Para una seña de 100 dB una relación señal/ruido de 80 dB es muy buena y 70 dB es buena.

RESPUESTA DE FRECUENCIAS. Menú

La respuesta en frecuencia de un micrófono indica la sensibilidad del mismo a cada frecuencia. Como hemos visto al principio al hablar de los diagramas polares, los micrófonos no tienen la misma sensibilidad para cada ángulo de incidencia ni para cada frecuencia, por tanto es difícil conseguir una respuesta uniforme en todo el espectro.
Como es lógico hay que observar que la longitud de un sonido influye o tiene una relación en el comportamiento del diafragma según la relación de tamaño que haya entre ambos.
Con todos los micrófonos se entrega una hoja con la curva de respuesta en frecuencia del micrófono, teniendo en un eje (x) la frecuencia de 20 Hz a 20 Khz y en el otro eje (y) los decibelios. Ver Gráfico 3.
Como es lógico depende lo que deseemos grabar buscaremos el micrófono que sea mas plano en la zona del espectro que estemos tratando de grabar.

Grafico 3

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LA IMPEDANCIA

La impedancia en un micrófono es la propiedad de limitar el paso de la corriente, como ya sabemos se mide en Ohmios. Normalmente en los micrófonos se mide sobre una frecuencia de 1Khz y en micrófonos de baja impedancia, esta, suele valer 200 Ohmios.
Los micrófonos mas habituales son los de baja impedancia, considerados hasta unos 600 Ohmios. También existen los de alta impedancia que suelen tener un valor tipo de 3000 Ohmios y mas.
La diferencia entre uno y otro radica en que a la hora de conectar un cable para unirlo a la mesa de mezclas o al amplificador, los de baja impedancia al oponer poca resistencia a la corriente que circula, permiten utilizar cables de longitud muy grande mientras que los de alta impedancia al restringir de forma mayor el paso de la corriente, solo se pueden usar con cables de corta distancia.
Hoy en día prácticamente nadie usa micrófonos de alta impedancia salvo en gamas muy baratas de precio o en casos específicos.

CLASIFICACIÓN DE LOS MICRÓFONOS SEGÚN SU TRANSDUCTOR.

BOBINA MÓVIL Menú

Son los llamados normalmente como "dinámicos". Estos micrófonos consisten en un diafragma de plástico "mylar", unido a una bobina que se desplaza dentro de un campo magnético creado por un imán polarizado. Cuando la membrana se mueve como consecuencia de la presión del aire sobre ella, la bobina que es solidaria se mueve también dentro del campo magnético y produce una corriente que es proporcional al desplazamiento de la membrana.
Este tipo de micrófono es muy utilizado dada su robustez y que no necesita alimentación externa para su funcionamiento.
Por contra su sensibilidad y linealidad de respuesta no es tan buena como en otros tipos de micrófonos como ahora veremos.
Hay micrófonos de bobina móvil que utilizan dos membranas, una en la parte frontal y otra en la parte posterior, ambas señales se separan mediante un divisor de frecuencias. De esta forma se consigue mejorar mucho la respuesta en frecuencia del micrófono.


DE CINTA.Menú

En este sistema se utiliza una cinta metálica muy ligera que esta expuesta a las ondas sonoras tanto por delante como por detrás. Dicha cinta se halla montada dentro de un campo magnético permanente creado por un imán.
Cuando la cinta vibra como consecuencia de las presiones de las ondas sonoras, se crea una corriente que similar a la velocidad de desplazamiento de dichas ondas sonoras, por esto a veces se les llama también micrófonos de velocidad.
Su diagrama polar suele ser bidireccional aunque se pueden conseguir cardioides también. Su respuesta en frecuencia es muy buena. Únicamente hay que señalar que son muy sensibles a los golpes y malos tratos por lo que únicamente se utilizan en estudio y con buen trato.

ELECTROSTÁTICOS O DE CONDENSADOR.

Los micrófonos electrostáticos utilizan otro tipo de transductor basado en el funcionamiento de un condensador.
Para ello utilizan dos membranas, una fija, la posterior, y otra separada de la primera por una capa de aire que es la que se mueve cuando le inciden las ondas sonoras. El condensador que forman ambas placas aisladas por el aire se alimenta con una tensión externa al micrófono llamada alimentación Phantom o fantasma. Cuando la membrana superior se desplaza como consecuencia de las ondas sonoras, la distancia entre ambas placas varia y por tanto varia también la capacidad del supuesto condensador, al variar esta, también varia la tensión se circula por el. Para poder aprovechar estas variaciones de tensión se necesita montar un preamplifiador junto a la cápsula de forma que por una parte adapte la impedancia, dado que la del condensador es muy alta, y por otra el nivel de la señal para poder ser útil. El preamplificador también hace uso de la alimentación externa para poder funcionar.
Hay micrófonos electrostáticos que tienen un diafragma plástico con una carga permanente y que por ello no necesitan alimentación externa para funcionar, sin embargo el preamplificador que sigue siendo necesario si que los necesita. Esto a veces se resuelve con una pequeña pila incluida en el mismo micrófono, así se evitan utilizar la alimentación Phantom o Fantasma.
Al no tener que cargar con la bobina el diafragma de estos micrófono es mucho mas sensible y por tanto son capaces de recoger sonidos muy tenues sin ningún problema.
Son micrófonos de excelente calidad y únicamente hay que tener en cuenca que la humedad puede dejar gotas de rocío sobre la membrana y generar un ruido tipo a fritura que se ira cuando desaparezca toda la humedad.
En un principio, antiguamente, para realizar la electrónica del preamplicador y de la fuente de alimentación se utilizaban lamparas, ya que no había transistores ni mucho menos circuitos integrados. Por ello ambas, alimentación y preamplificador eran muy voluminosas y tenían los inconvenientes ya conocidos de la utilización de las lamparas. Sin embargo tenían un sonido muy especial que aun hoy en día se busca y por ello existen modelos hoy en día a lamparas, aunque su precio suele ser elevado, su calidad sonora es muy "especial" registran el sonido de una forma mas "cálida".

UTILIZACIÓN PRACTICA DE LOS MICRÓFONOS.

En primer lugar debo señalar que este apartado es meramente orientativo. Cada técnico de sonido debe realizar sus pruebas para cada instrumento, probando diferentes micrófonos y sobre todo diferentes colocaciones de este frente al instrumento que se debe grabar. Las salas influyen de forma considerable en la grabación, y donde un micrófono nos ha ido muy bien es posible que para el mismo instrumento en otra sala diferente no nos suene también. Así que lo dicho, probar.

EL PIANO.Menú

El piano es un instrumento que tiene un registro muy amplio, tiene notas muy graves y notas muy agudas. Por ello es muy recomendable la utilización de al menos dos micrófonos, una para las cuerdas graves y otro para las cuerdas medias/agudas.
La colocación de los micrófonos es muy importante dependiendo el tipo de sonido que deseamos conseguir si acercamos el micrófono de los medios/agudos excesivamente a la zona de los martillos, conseguiremos un sonido mas brillante y percusivo, sonido mas utilizado normalmente en música moderan. Si por el contrario deseamos un sonido mas natural, separando los micrófonos del arpa del instrumento conseguiremos un sonido con mas armónicos de la caja y con menos agresividad resultando mas natura. En esta posición el sonido de la sala influye de forma importante.
Los micrófonos deberán estar separados entre si para poder conseguir la separación de frecuencias a captar cada uno.
Micrófonos: U87, U89 y TLM170 de Neumann - C451, C300, C414 AKG - 4006 y 4004 Brüel&Kjaer - SM-81 y SM91 Shure

CUERDAS. Menú

Dentro de las cuerdas debemos de notar que los violes generan un sonido mas agudo y mas directivo que las violas y estas mas que los chelos y estos mas que los contrabajos. Por tanto no hay que tratarlos por igual aunque aquí los veamos de forma genérica.

Siempre hay que dejar una distancia suficiente entre el micrófono y el instrumento para poder recoger los armónicos que generan las cajas de estos, en las cuerdas es muy importante.
Micrófonos: D222, D12 AKG - MKH 40,60, MD-421, 431, 441 Senheisser - 4004 Brüel&Kjaer - 451, 300 y C-3000 AKG.

VIENTOS. Menú

Se necesitan micrófonos que tengan algún sistema de atenuación dado que los vientos generan presiones relativamente elevadas y pueden llegar a saturar el micrófono. también se debe buscar micrófonos con buenas repuestas no tanto en graves si no en las zonas de medios agudos.
En la colocación hay que tener cuidad de que no recojamos el sonido generado por las llaves al tocar el músico.
Micrófonos: D22, D224 AKG - U 87 Neumann - MD 421, 431 441 Senheisser -RE20 Electro Voice.

BATERIA ACUSTICA. Menú

La batería acústica cambia mucho si la vamos a grabar en un estudio o si la vamos a sonorizar para una actuación en directo, por lo que dependiendo de los medios que dispongas en cada caso hay que elegir unos u otro micrófonos.

- Bombo. El bombo genera el sonido mas grave de la batería y además el que mas presión acústica, por lo que necesitamos un micrófono con un diafragma grande para que aguante bien la presión generada y con una respuesta en graves lo mejor posible. La colocación también influye mucho. Yo normalmente lo meto dentro, entre los dos parches, si lo acercas mucho al parche delantero oirás la pegada de la maza sobre el parche, tendrás un sonido mas definido, pero con menos peso en la zona grave. Si lo retiras demasiado te ocurrirá lo contrario además de recoger sonidos no deseados del escenario.
Micrófonos: D112 AKG - MD-421 Senheisser - M91 Shure.

- Caja . Una gran parte del sonido de la caja lo da el bordonero de esta (la cinta metálica que se sujeta sobre el parche inferior). Por ello hay técnicos que utilizan dos micrófonos para la caja, uno para el parche superior, y otro para el inferior con el bordón. Esto, a ala hora de mezclar presenta algunos problemas con la fase de ambos micrófonos. Yo personalmente siempre uso un único micrófono para el parche superior. En directo el micrófono debe estar los mas próximo al parche y los mas separado del charles .
Micrófonos: SM-57 BETA-57 SM-98 Shure - MD-441 Senheisser.

- Timbales. Los timbales no suelen presentar muchos problemas por lo que normalmente se toman con el MD 421 de Senheisser o con SM-57 de Shure.

- Platos y Charles. Para estos usaremos micrófonos eléctricos, para el charles es recomendable uno mas cerrado que para los platos de forma que no cojamos en exceso el sonido de la caja por este micrófono.
Micrófonos: 451 + CK1 o CK3 , Serie 300 AKG - SM81 Shure. - MD 441 Senheisser - RE-20 Electro Voice.

VOCES. Menú

Las voces son a veces difíciles de tomar y varían mucho entre una persona y otra, la sala en la que se realiza la toma etc. Es importante en estudio interponer entre el micrófono y el emisor una pantalla filtro que elimine los "pos" y siseos de la voz. En directo interesa mas un micrófono dinámico que no presente tanta facilidad a la realimentación como los eléctricos aun a consta de perder algo de calidad.


Micrófonos: Shure SM-58 BETA-58, SM-57 BETA-57 SM5 - U87 U457 Neummann - C-422, C-414- C12, Tube AKG -