Conceptos básicos de ingeniería de sonido

En esta ocasión hablaremos de un tema cuyo conocimiento es vital para poder obtener el máximo provecho de nuestros equipos y aplicaciones de ingeniería de sonido tanto en vivo como en estudio. Nos referimos al rango dinámico y otros temas derivados como relación señal a ruido, así como usos y aplicaciones del compresor-limitador, del cual hablaremos en la próxima entrega. El rango dinámico se define como la diferencia que existe en decibeles (dB) entre el sonido más débil y el más fuerte en un material de audio cualquiera o bien en un sistema de audio. Cada sistema de audio tiene un “piso” de ruido inherente, que no es otra cosa que el ruido residual existente en cualquier circuito electrónico, que en el caso de un sistema de muchos componentes, será igual a la suma del ruido aportado por cada componente. El rango dinámico de un sistema será igual a la diferencia entre el pico máximo que puede reproducir y el “piso” de ruido electroacústico existente.

No existe un rango dinámico “típico”. Por ejemplo, el mayor rango dinámico que podamos encontrar, difícilmente será en un equipo de concierto porque existe mucho ruido en el ambiente; más bien será en un estudio de grabación ultrasilencioso. En un caso de concierto excepcionalmente favorable, supongamos que el nivel de presión sonora en los micrófonos fluctúa entre 40 y 120 dB, de esta manera podremos determinar el rango dinámico necesario para el equipo a través de una sencilla fórmula:

Nivel máximo en picos: 120 dB
Nivel mínimo usable: – 40 dB
Resultante: 80 dBs




En teoría tenemos en los micrófonos un rango dinámico de aproximadamente 80 dB, aunque en realidad la mayoría de los sistemas de concierto presentan un rango de 70 dB o menos.

En la condición ideal, la capacidad en rango dinámico de nuestro sistema de audio debería ser igual o mayor que la del programa que tengamos sobre el escenario. Debemos tomar en cuenta que los niveles eléctricos de señal, son proporcionales a los niveles de presión sonora en el micrófono. De esta manera, cuando el nivel de presión sonora en el micrófono alcanza 130 dB, posiblemente se llegue al nivel máximo de señal eléctrica a la salida de la consola que en algunos modelos profesionales de alta calidad puede llegar a 24 dBu lo cual equivale eléctricamente a unos 12 voltios, en este caso también nuestros amplificadores de potencia llegarán a su pico máximo. Si el nivel en el micrófono cae hasta 40 dB por ejemplo, entonces el nivel de señal eléctrica caerá aproximadamente hasta -66 dBu, lo que equivale eléctricamente a unos 300 micro-voltios, con lo cual el amplificador tal vez llegue casi hasta al “piso” de ruido. Es necesario determinar entonces, qué niveles acústicos deben generar los parlantes para que el público pueda escuchar el rango dinámico entero del espectáculo.

Cuando los parlantes son incapaces de reproducir el rango dinámico completo del show, pueden producir distorsión o hasta colapsarse por completo en las partes fuertes, o bien las partes más suaves se perderán.

 

ddc87267-3e91-4076-ba8f-7e93db4b972f




En la figura mostramos la relación entre rango dinámico, señal a ruido y espacio de reserva (headroom), en los medios acústico y eléctrico; vemos que se comportan de manera muy similar. Hemos situado el nivel promedio (average level) en 100 dB acústicos equivalentes a 0 dBu eléctricos. A este nivel promedio se le llama también nivel nominal de programa. Decíamos que el nivel máximo es de 24 dBu, entonces de la diferencia entre el nivel promedio y el nivel máximo, resulta el espacio de reserva. De esta misma manera a la diferencia entre el nivel promedio y el piso de ruido se le llama relación señal a ruido (signal to noise ratio). Entonces podemos establecer que si los amplificadores se están operando al límite del punto de saturación (24 dBu) y el nivel promedio en 4 dBu, tendremos un espacio de reserva de 20 dBu.

Es muy importante disponer siempre de un espacio de reserva, ya que éste determina la capacidad de un sistema de audio para responder a picos fuertes en el material. Pongamos como ejemplo dos sistemas de audio operando al mismo nivel promedio, el sistema con mayor espacio de reserva podrá responder a picos más fuertes antes de distorsionar o colapsarse. Las necesidades del espacio de reserva varían ampliamente con la aplicación específica del sistema. Por ejemplo, un sistema de voceo en un aeropuerto necesitará un nivel promedio muy alto para resaltar en  medio de un alto ruido ambiental, pero sólo necesitará 6 dB de espacio de reserva, mientras que un sistema para música Rock, tal vez necesite 12 dB, pero un sistema para música orquestal puede llegar a requerir 24 dB. Esto se debe a que el nivel promedio de la orquesta puede ser de 90 dB, pero un golpe de percusión puede exceder los 120 dB, y esto da por resultado 30 dB. Si el sistema sólo tiene 20 dB de espacio de reserva, distorsionará o colapsará. No necesariamente se requiere más equipo para música orquestal que para Rock; la misma cantidad puede ser suficiente, si se disminuye el nivel promedio en 10 dB, podemos lograr el espacio de reserva extra.

Siempre es recomendable proyectar nuestro sistema con un espacio de reserva excedido sobre las necesidades, pero hay que tomar en cuenta el presupuesto de que se dispone, pues mientras que en un sistema pequeño 3 dB más significan sólo un amplificador y un par más de parlantes, en un sistema de gran concierto un sólo dB puede costar miles de dólares, entonces pudiera ser más sensato encontrar la manera de disminuir las necesidades en cuanto al rango dinámico. De esta manera, ¿cuánto espacio de reserva es suficiente? Esto depende de la aplicación, el tipo de material musical que trabajaremos, etc. En una aplicación musical donde la claridad y definición son lo más importante, 15 a 20 dB de espacio de reserva pueden ser suficientes. En otros casos como los sistemas de gran concierto donde el presupuesto es determinante, tendremos que conformarnos con sólo 10 dB y lidiar con el excedente por medio de compresión, lo cual analizaremos en la próxima entrega.




Alex Gonzalez (492 Posts)

Trabajé de manera independiente hasta el 2012 Año también, en el que formo un mini estudio de grabación y Nace el proyecto de vídeos “drum cover” para YOUTUBE hasta la fecha. Formo parte de THE FULL`S BAND , que nace en el año 2012 , con la cual colaboré en la grabación de su reciente EP, propuesta musical que no conoce barreras, no distingue géneros y busca un solo objetivo "transmitir sentimientos a través de sus melodías”. 2014 salgo de The Full´s Band y un 4 de Julio me uno a la banda MIND THE GAP para colaborar en la grabación de su EP y presentaciones.


Deja un comentario