Cómo hacer una sonorización en espacios muy reverberantes y conseguir inteligibilidad

Hace unos días recibí una llamada de socorro de unos amigos y clientes. Son un grupo de música vocal y tenían una actuación en una iglesia esa misma tarde. Normalmente actúan en teatros o auditorios, por lo que una iglesia era un espacio inusual para ellos.

Pensaban hacer la sonorización con un par de cajas autoamplificadas de 12″ que tenían para cubrir el interior de una iglesia de unos 20 metros de largo y techos muy muy altos. Me llamaron a última hora para ver si les podía echar una mano con la sonorización. Y aunque con lo que me contaron por teléfono ya me imaginaba que no iba a poder hacer mucho, decidí acercarme a echar un vistazo.

En cuanto vi el material a utilizar y el espacio, supe que aquello iba a estar muy por debajo de los límites de la inteligibilidad. Y el resultado en cuanto a sonorización fue el esperado: baja inteligibilidad en el 80% del área del público, porque evidentemente el material no cumplía con las necesidades para un espacio tan exigente.

Parte del problema estaba aquí: lo que para mí era un espacio acústicamente complicado, ellos lo habían considerado un espacio sencillo, que iba a sonar muy bien, en el que prácticamente no hacía falta casi equipo de sonido ni personal técnico especializado.

Sin embargo, lo que sucedió es algo muy frecuente para personas no especializadas en acústica, que suelen afirmar cosas parecidas a esta: “En una iglesia no hace falta casi refuerzo de sonido, este espacio suena solo”. Y parte de razón tienen, claro.

En este tipo de espacios tenemos mucha reverberación, y cualquier ruido que generemos en estos recintos se verá notablemente amplificado gracias a las reflexiones. Sin embargo, esa amplificación y reverberación no indica que la palabra se vaya a entender: la inteligibilidad depende de otros factores.

Para entender cómo se comporta el sonido en este tipo de espacios, y cómo realizar sonorizaciones con ciertas probabilidades de éxito, debemos empezar por algunos conceptos fundamentales.

Campo directo, campo reverberante y distancia crítica.

En cualquier recinto, podemos diferenciar dos propagaciones distintas del sonido. Podemos hablar de sonido directo cuando el sonido llega directamente de la fuente sonora a los oídos del oyente. Y sonido reflejado cuando el sonido, antes de llegar al oyente, se ve reflejado en diferentes superficies del recinto.

En cualquier sala, al generar un sonido, escucharemos sonido directo y sonido reflejado, pero dependiendo de los materiales y las dimensiones de la sala, podremos tener más o menos sonido reflejado. Así que dependiendo de la sala, podremos diferenciar dos campos sonoros.

Sonido directo y sonido reflejado

Hablamos de campo directo cuando el nivel de sonido directo predomina frente al sonido reflejado. En esta zona, el nivel sonoro disminuye 6 dB cada vez que se dobla la distancia, igual que en el espacio abierto. Normalmente, en esta zona, la inteligibilidad suele ser buena.

El campo reverberante o difuso se dará cuando nos alejemos de la fuente sonora y lleguemos a un punto en que el sonido reflejado sea más fuerte que el sonido directo. En esta zona el nivel de presión sonora teóricamente se mantiene constante de un punto a otro.

Habrá también una zona de la sala donde tengamos la misma cantidad de sonido directo que de sonido reflejado. Es el punto que se conoce como distancia crítica.

Campo directo, campo reverberante y distancia crítica.

Campo directo, campo reverberante y distancia crítica.

Para conseguir inteligibilidad, es necesario que los oyentes estén dentro de la zona de campo directo. En el ejemplo que nos ocupa, las primeras filas de la iglesia tenían más sonido directo que reflejado, pues estaban cerca de los altavoces. Por tanto, estaban dentro del campo directo y tenían una buena inteligibilidad. El resto del público estaba en zona de campo reverberante. Al ser mayor el sonido reflejado que el sonido directo, escuchaban sonidos pero no entendían casi nada. Las consonantes, que tienen menos nivel que las vocales, se habían perdido entre tanta reverberación.

¿De qué depende la inteligibilidad?

La pérdida de inteligibilidad en un recinto va a depende de los siguientes factores:

  • Tiempo de reverberación: a mayores tiempos de reverberación, peor inteligibilidad.
  • Diferencia de nivel entre sonido directo y sonido reflejado: Si hay más nivel de sonido directo que reflejado, estaremos en campo directo y tendremos mejor inteligibilidad.
  • Distancia del oyente a la fuente sonora: Si el oyente está demasiado lejos de la fuente sonora, estará dentro del campo reverberante y tendrá peor inteligibilidad.
  • Relación entre el nivel de la fuente sonora y el ruido ambiente en la sala: Si el ruido ambiente de la sala es demasiado alto, puede generar enmascaramiento (sonidos indeseados que interfieren con el sonido que queremos escuchar).




Medidas de inteligibilidad: %ALcons y STI.

La inteligibilidad se puede medir y cuantificar en un recinto, de tal forma que podemos conocer de antemano si algo se va a escuchar adecuadamente. Existen diferentes métodos automatizados, y dos de ellos son %ALcons y STI.

%ALcons (Percentage Articulation Loss of Consonants), porcentaje de pérdida de articulación de consonantes: Se trata de un sistema que trata de medir el porcentaje de consonantes perdidas en la transmisión del sonido. Las consonantes desempeñan un papel mucho más importante en la inteligibilidad de un mensaje que las vocales, si las consonantes se oyen claramente, un mensaje se entiende fácilmente.

%ALcons nos indica la pérdida de definición de consonantes, y por tanto valores pequeños están asociados con una buena inteligibilidad (se pierden pocas consonantes).

Para calcular el porcentaje de pérdida de consonantes se utilizan mediciones de la relación de sonido directo a reverberante y del tiempo de caída. El valor %ALcons se indica como un tanto por ciento.

Se considera que el valor máximo aceptable de %Alcons para la inteligibilidad de mensajes de voz es del 10%, considerando que el ambiente está relativamente libre de ruido enmascarante.

Valores %ALcons y su relación con la inteligibilidad

Otro sistema de medición de la inteligibilidad complejo es el STI (Speech Transmission Index), que se basa en la generación y análisis de una señal de prueba artificial modulada en amplitud, que reemplaza la señal de la voz.

La degradación introducida por el ruido, la reverberación, etc., es medida por un equipo receptor y traducido en un índice de inteligibilidad. El valor va de 0 (ininteligible) a 1 (inteligibilidad perfecta).

El valor STI está directamente relacionado con %ALcons, tal y como podemos ver en esta gráfica:

Relación entre %ALcons y STI

Relación entre %ALcons y STI

Con Smaart v8 se pueden hacer mediciones de inteligibilidad basadas en la respuesta de impulso, y nos puede dar, entre otros, valores %ALcons y STI, tal y como podéis ver en la siguiente imagen, donde se muestran parámetros de inteligibilidad medidos en una iglesia (y por tanto, da mala inteligibilidad).

Parámetros de inteligibilidad en Smaart

Parámetros de inteligibilidad en Smaart

 

Diseñando un sistema de sonorización en un espacio muy reverberante.

Llegados a este punto, deberíamos tener claro que para conseguir inteligibilidad en un espacio reverberante, lo que debemos hacer es tratar de tener a todos los oyentes dentro del campo directo. Si están dentro del campo reverberante ya sabemos que la inteligibilidad de la voz no será buena.

La solución que mejor me ha funcionado habitualmente es situar muchas cajas a lo largo del espacio del público, y aplicar diferentes tiempos de retardo para conseguir que se comporten como una única fuente sonora, tal y como podemos ver en esta imagen:

Ejemplo de sonorización en iglesia

En este ejemplo, suponemos que la zona a cubrir es la que está de color naranja. Si únicamente situamos una pareja de altavoces, las primeras filas de público estarán dentro del campo directo (y escucharán de manera adecuada, con una inteligibilidad alta) y el resto quedarían en campo reverberante con mala inteligibilidad.

Para solucionar esto, vamos añadiendo altavoces donde se empieza a perder el campo directo, para recuperarlo. Pero a esos altavoces les añadimos un tiempo de retardo, para que la señal de todos los altavoces suene al mismo tiempo. Así mejoramos notablemente la claridad del mensaje.

En el ejemplo de la imagen, he supuesto que entre una pareja de altavoces y otra hay 10 metros. Por tanto, si al sonido le cuesta 2,94 milisegundos recorrer un metro (tomando como referencia 340m/seg) iremos aplicando los retardos correspondientes a cada pareja de altavoces.

Los resultados, con este tipo de diseño, son normalmente muy satisfactorios.

La foto que encabeza el artículo es de TitaVi.

4 comentarios
  1. JOSÉ Manuel Rodríguez-T
    JOSÉ Manuel Rodríguez-T Dice:

    Muy interesante, la duda que me queda es: Como conectar tantas cajas de audio, y poder aplicarles a cada pareja el retardo correspondiente, a partir de la salida única L y R de la mesa?
    Se conectará con algún tipo de aparato, no se cual.
    Gracias, me encanta el blog , soy principiante y devoro los comentarios .

    Responder
    • Jorge Sastrón
      Jorge Sastrón Dice:

      Hola José Manuel, hay varias formas de hacerlo.
      En una mesa de mezclas digital normalmente puedes aplicar retardos a las salidas. Yo en ese caso enviaría L y R a tantas matrices como parejas de altavoces fuese a utilizar. Y en las salidas de las matrices aplico el retardo correspondiente.

      Otra opción es utilizar un procesador de altavoces externos. Son aparatos que permiten tener varias entradas y salidas, y a cada salida se le pueden aplicar procesos distintos. Un ejemplo muy econónomico de este tipo de aparatos sería el Behringer DCX2496.
      Saludos.

      Responder
  2. Nicolás
    Nicolás Dice:

    Gracias por el artículo.

    En mi caso, es el tipo de recinto en el que suelo trabajar, y efectivamente, esta es la solución. De hecho, no hace falta que sean cajas muy grandes, puesto que es necesario aplicar filtros pasa-altos bastante agresivos para evitar una reverb predominante en esas frecuencias. Yo uso la SC UI24r que permite matrices con retardos.

    Saludos.

    Responder

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