Travesía acústica y pasos para mejorarla

Hugh
#1 por Hugh el 20/02/2017
Me gustaría compartir el aprendizaje que he tenido sobre el para mí ya es un mundo realmente apasionante y complejo, el mundo de la acústica.
De cómo no siempre todo lo que se vende, vale o vale para todos y además, la importancia de pensar y analizar con el mayor rigor posible, la situación particular de la sala, por ello es muy importante hacer buenas mediciones y currarnos unos planos.

Me gustaría de antemano dar un agradecimiento, a todos los hispasonicos que habiendo estudiado de forma muy profunda esta disciplina comparten con nosotros su conocimiento y recomendaciones de su tiempo personal: artem, aracustica…

El primer mea culpa, lo entono en relación al poco cariño que normalmente se le pone al tema de la acústica en contraste con el que ponemos en comprar el mega-hardware. Trivializamos en muchas ocasiones la importancia de analizar en profundidad el tema de la acústica y la inversión que hacemos en ella, es muy muy pequeña en proporción a lo que nos hemos gastado en equipos, siendo al final la sala, el elemento que va a hacer que el equipo suene como se pensaba y acertemos en las decisiones que tomemos en una mezcla o mastering, o que sea la sala la que decida y cambien la realidad de lo que deberíamos oir o arreglar.

No vale con decir, que nos hemos comprado un kit, y que con eso hemos saciado esa parte de nosotros que sabe que una sala sin tratamiento no vale. Es necesario pensar bien qué poner y donde, y aquí no vale copy&paste. Cada sala es un mundo, con sus modos , su mobiliario, sus materiales, sus reflexiones, nuestra posición de escucha, nuestros monitores , … y es ese conjunto el que hay que meter en la ecuación que nos defina la mejor solución para “esas condiciones de contorno”.

Cierto que hay unas máximas o reglas generales que aplicándolas se van a cubrir los aspectos más importantes o nos van a ayudar a definir los primeros pasos: primeras y segundas reflexiones, regla del espejo, etc…

Pero el ajuste fino, es … la madre del cordero. Hay que hacer mediciones, hay que entender dónde pueden estar los principales problemas y así darnos cuenta por qué no está sonando como debería estar sonando y entonces, aplicar el correctivo sabiendo la razón. Lo que al usuario A le valió, puede que a ti no valga.

Si de algo me he dado cuenta según he leído y leído, es que esto es una ciencia en toda regla y que cuanto más crees que aprendes, más ignorante te sientes por todo lo que hay por aprender.

Por si alguien quiere profundizar en este tema, os dejo los libros que más me han gustado y/o ayudado:
Recording Studio Design
de Philip Newell

Sound Reproduction: Loudspeakers and Rooms: The Acoustics and Psychoacoustics of Loudspeakers and Rooms
De Floyd Toole

Master Handbook of Acoustics, Sixth Edition
De Everest, F. Alton

Hace ya 10 años que monté mi home-studio, y por aquel entonces me puse en manos de una empresa española (que ya no existe), que me dieron las recomendaciones de qué poner y donde, según lo que yo tenía por aquel entonces, y yo, como tampoco era un experto del tema, seguí al pie de la letra su criterio.

Como a muchos de nosotros, la situación de partida no permitía hacer una sala de cero, sino adaptar una estancia a la mejor acústica posible: home-studio, sabiendo que formaba parte de una casa donde hay también otros efectos no acústicos llamados WAF (wife acceptance factor) con los que hay que lidiar

Decir que no fue barata la cosa!
Unos 1200 euros en materiales de acondicionamiento acústico de los cuales algunos los tenían al 60% de descuento por liquidación de stock, siendo marcas de referencia como RPG, primacoustics o auralex.
Y bueno…aunque mejoró bastante, ha sido con el tiempo y a medida que he ido afinando el oído, mejorado los equipos, y aprendiendo un poco más cada día, cuando he ido siendo consciente de los problemas , y ya me he puesto en firme a abordarlo.

Después de este “rollo” y preámbulo vamos al turrón.


DIMENSIONES DE LA SALA
La sala tiene un tamaño medio:
• Ancho: 5,04m
• Longitud: 6,22m
• Altura: 2,21m (primera limitación y problema)
• Volumen: 69m^3

PROBLEMA 1- Un problema de altura
El suelo es duro, cerámico, y dada la limitada altura de la sala, descarté el sustituirlo por uno flotante de estudio para mejor aislamiento y reflexiones (picar hacia abajo era aún peor porque había hormigón).
El techo es duro, ni falso techo ni nada.

La pared de la derecha, es hormigón puro, que da a tierra exterior (la sala está bajo tierra). Las otras paredes (delantera, trasera, izda), hice un mini masa-muelle-masa, usando muro ladrillo+enfoscado + arkobel como muelle y pladur en la zona interior adherida a él con cola de contacto sin que toque el suelo.
Pero el problema es que la mitad trasera de la sala, en el techo solo el 50% de esa mitad tiene unos difusores de Auralex, pero quedan aún demasiadas zonas desnudas sobre suelo y me generan un flutter echo del copón.
Si consigo controlar las ER de la mitad delantera para que al menos la escucha con todo lo que viene del sonido directo y sus ER esté con TR bajos y bajo comb.filter, igual en la trasera podría apoyarme en difracción para eliminar flutter echo y dejar que esa trasera de la sala con sonido natural pero “difuso”?

PROBLEMA 2-WAF
Dado que estaba bajo tierra toda la planta, hice una ventana de muy pequeñas dimensiones en la pared derecha en la esquina superior que da con la pared frontal. Así ventilaba y entraba algo de luz natural.

Lo de la luz natural, aunque poca, había que aprovecharla para que llegase a fuera del home-studio, así que aplicando WAF, en la pared de la izda al lado de la puerta, allí que apareció un pavés hasta el techo de 1m de ancho.
Segunda limitación de la sala y todo un problemazo acústico lo de tener cristal en la línea de las primeras reflexiones del monitor, pero que quiero resolver poniendo algo móvil delante de él.

LIMITACION-3: la trasera no se toca
La trasera de la sala tiene una librería separada de la pared trasera 1cm, y que va desde el suelo al techo, y de izda a derecha (dejando 15cm de hueco en cada lado).
Pero al menos está completamente llena de libros de distintas anchuras, tamaños y profundidades. Todo un cutre difusor/absorción que no lleva un patrón matemático estudiado pero que al menos no está lleno de jarrones, figuritas variadas o huecos que aún lo dejarían peor.

PROBLEMA-4: cosas que no se pueden quitar
Hay mesa, piano, pequeño mueble en lateral, que son elementos reflectantes, pero que no puedo hacer nada con ellos. Es lo que és.
Pero si eso es así, habrá que al menos reducir su impacto jugando con otros elementos que hagan que bien, le lleguen menos reflexiones (con adecuada absorción en otros sitios), o incrementando difusión para que sea menos lineal lo que les toca¿?

PROBLEMA/OPORTUNIDAD: Cosas que si deben cambiar
Cuando coloqué los paneles, los puse según la mesa y monitores que tenia en aquel entonces… Pero eso, evolucionó, y lo mejoré: mesa más amplia y ergonómica, mejores monitores con peana incluída, pero claro, ahora los paneles que antes cubrían las primeras reflexiones, ya no coinciden con la nueva posición.
Pero bueno, esto es algo que una vez metidos en harina, no me preocupa demasiado, porque entre otras cosas, me di cuenta, que esas espumas, no estaban funcionando del todo e iba a necesitar cambiarlas por algo mejor con índices de absorción más amplios en frecuencias.
Por lo tanto, primer punto de acción claro, escoger o construir , buenos paneles para colocarlos en las posiciones correctas para controlar primeras y segundas reflexiones (incluyo el panel del techo que ahora tampoco coincide).

En este punto reside una de mis dudas.

Si sale a cuenta construirme todos los paneles yo mismo, aunque tenga que llegar a 100-150mm de profundidad, con un armazón de madera de balsa, relleno de un material absorbente pero que no sea perjudicial al medio-largo plazo para y forrados con tela especial tipo el que venden en https://www.scenic.cat/product_esp.html , o comprar hechos.

La sala en perspectiva la podéis ver en uno de los archivos subidos...

Los paneles que se ven ahí son (hay otros que no los he dibujado pero están en techo):
• 40x Auralex DST-R. Estos son “difusores” muy planos, y están justo encima del sofá pegados al techo.
• 30x Auralex cornerfill 3"x3"x24". En las esquinas que unen paredes con techo.
• 17x RPG Profoam . Son los que se ven en todos los laterales y encima de la zona de escucha pero ahora no cubren exactamente el punto de reflexión entre monitor y escucha del techo.
• 4x RPG Procorner . En las esquinas delanteras, de abajo a arriba.
• 1x Primacoustic Europa 83 . El que se ve en la pared frontal bajo el plasma delantero.

MEDICIONES

Ahora llega la parte objetiva del asunto.
Yo sé lo que noto en mi oído y lo que no me gusta, pero veamos si la ciencia me orienta.
Usando REW (room eq wizard), un micrófono de calibración omnidireccional con su fichero de calibración, me puse a tomar distintas medidas en los siguientes puntos, tratando de que estuviesen separados más de 50cm entre ellos, y que no estuviesen 100% a la misma distancia de pared o jugando con la altura del micro.

Tomé medidas con los monitores por separado (izdo por un lado, drcho. Por el otro) y luego juntos (al poner juntos sale una cosa “extraña” en el TR en torno a 100Hz).

El primer elemento que quería mirar era la Reverberación (TR)

La EBU 3276 dice:
“La reverberación es el efecto causado por las múltiples reflexiones de las paredes al alcanzar la zona de escucha con un desfase.
El campo de reverberación debe ser lo suficientemente difuso o no impactante para evitar efectos sonoros como el “flutter echo”.
El tiempo de reverberación se define como el tiempo que tarda el sonido en caer 60dB vs el nivel inicial.
El tiempo de reverberación es dependiente de la frecuencia. Su valor nominal, Tm, es el tiempo de reverberación medio en tercios de octava desde 200hz a 4Khz.
Si bien el valor medio orientativo “razonable” debe estar entre 0,2<Tm<0,4 s, para garantizar que la sala mantiene una reverb “natural”, el valor de Tm crece con el tamaño de la habitación siguiendo la siguiente fórmula:

Tm = 0.25(V/V0)1/3 s

V = Volumen de la sala en metros cúbicos.
V0 = Volumen de referencia (100 m3).

El tiempo de reverberación T, medido en tercios de bandas de octava sobre el rango 63 Hz to 8 kHz, debería quedar dentro del umbral”

Total, que según entiendo, la cosa es ver cómo queda la respuesta en TR con las distintas frecuencias tratando de mirar más bien si es más o menos uniforme en el espectro (y con valores no muy alejados de la recomendación), que el valor nominal en sí mismo.
Que si aparecen valles o cosas raras, denotan mal rollito fijo.

Lo que se nota es que el TR medio de puntos más cercanos a la mitad delantera (donde se supone debería tener más control de ER), los TR son algo mejores en medios y altos, pero a medida que me desplazo hacia atrás empeoran sobre todo por el efecto de techo-suelo.
Pero lo que está claro que está sin control son las bajas frecuencias, como suele ser habitual. Ahí tendré que meterle candela con Trampas de graves/ resonadores

Exportando los TR a Excel son los 3 adjuntos de TR...

Mi percepción de lo que escucho y los problemas que tengo claros sobre todo por la influencia de los modos de la sala. De hecho entre el SPL y el spectrogram , se identifican completamente los problemas. (Subo un fichero donde se ven los picos y valles y el waterfall...)

NOTA: Decir que gracias a haberme puesto a hacer mediciones, y al software de REW, pude encontrar una mejor posición de los monitores y de la escucha que se aprecia en la gráfica del SPL donde en rojo estaba la curva "antes" y en negro la del después.


Graves. El sonido es turbio por debajo de 200-300 hz, le falta pegada y claridad. Se une que en cuanto me muevo un poco sobre la zona de escucha, y a pesar de estar en el 38% de la distancia de la sala, se pierden graves.
Por debajo de 200Hz me están haciendo estragos que se ven en la respuesta en frecuencia con picos o valles pronunciados. Pero es que las espumas de las esquinas que nombran como bass trap, tras leer de qué va lo de la acústica, me rio yo de que hagan nada o casi nada teniendo en cuenta las longitudes de onda de esas frecuencias.
Ahí creo que entran en juego los modos de la sala, de hecho he indicado en el gráfico de respuesta en frecuencia usando un mismo color para frecuencias múltiplos... Si atajo abajo, se supone que los armónicos tb mejorarán.

En las frecuencias altas, noto el flutter echo muchísimo, fruto del paralelismo entre superficies como: techo y suelo, pavés izdo, mesa/mueble,.. y ausencia de absorbentes en puntos críticos.
Imagen stereo desvirtuada. El paves, no usar absorción adecuada en la zona de las primeras reflexiones.

Acciones que he pensado y dudas:
1. Reemplazar las espumas laterales y poner paneles de absorción mejores de 10-12cm de espesor. También separarlos 1cm o así de la pared para salirme un poco de la zona de velocidad cero y así capturar más bandas. Mi duda aquí es si desde un punto de vista económico y saludable, me merece la pena currarmelos yo si encuentro un material ECO-friendly, hacer lo de armazón+absorbente+funda textil acústica o pillar de alguna marca.
2. Colocarlos correctamente en las posiciones de incidencia de reflexiones tempranas y las siguientes. Añadir panel móvil vertical o colgado que cubra el pavés, y otro fijado a la puerta por dentro. Poner un “cloud” colgado en techo de unos 5-6cm y suspenderlo algo (1-2cm) pero que cubra la zona de reflexión de los monitores a mi escucha.
3. En la pared frontal , quitar el primacoustic. Es una espuma muy rigida, y pegada. Tengo serias dudas que haga absorción alguna y con esa resistencia más me parece que actúa como difusor. Sustituirla por paneles de absorción o cambio radical y poner un difusor ahí en medio.
4. Cargarme los basstrap que tengo o poner por delante un panel como en angulo que achaflane la esquina, pero está claro que para corregir el problema de las bajas frecuencias y trabajar los valles o picos de los modos tengo que añadir resonadores afinados a tal fin y que me cubran 30-80Hz.
5. Para la mitad trasera, pensar si es mejor solución añadir absorbente al techo (aunque si no es muy grueso solo va a actuar con frecuencias altas), u optar por poner un QRD o skyline en todo techo que tenga suelo a la vista y así evitar el flutter echo.
Archivos adjuntos:
Sala en perspectiva.jpg
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Costado sala.jpg
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Puntos de mediciones.jpg
BBCode:
TR Monitor IZDO.jpg
BBCode:
TR Monitor Derecho.jpg
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TR con ambos.jpg
BBCode:
SPL y waterfall.png
BBCode:
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aracustica
#2 por aracustica el 24/02/2017
El TR es uno, el de la sala. No es de delante, ni el de detrás, ni el de un monitor o el otro. Es la media y esa media la comparas con los límites de la EBU.

Ese es el momento en el que ves qué tal andas de TR, en la EBU tienes unos cuántos parámetros más que tendrás que analizar por separado.
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Hugh
#3 por Hugh el 25/02/2017
Tengo una duda al respecto.
En la EBU indica que el Tm es la media de tercios de octava entre 200hz y 4khz
Y que debería quedar entre 0,2 <Tm <0,4
Pero luego añade que para garantizar una respuesta "natural", el valor de Tm debería incrementarse con el tamaño de la sala siendo:

Tm=0,25(V/V0)^1/3
Siendo en mi caso V=63m3
y V0= 100m3
Tm saldría=0,2143
Pero como encajo ese número? significa que el Tm medio debe quedar próximo a 0,2143 o que hay que modificar el umbral de 0,2-0,4?
o que mi Tmedio real debe estar en 0,2143 +- 0,05?
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aracustica
#4 por aracustica el 25/02/2017
Significa que el Tm recomendado para tu sala es de 0,21 s. Si la sala fuera más pequeña y la fórmula diera 0,15 s por ejemplo deberías irte a 0,20 s que es el mínimo RECOMENDADO.

Si luego resulta que tienes más o menos, no es un gran problema. Que se salga de los límites recomendados en frecuencia por poco tampoco.

Que se salga por mucho ya es otro tema, lo típico que me encuentro es exceso en el grave y agudos muertos por usar mucho material poroso y ningún resonador.
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Hugh
#5 por Hugh el 25/02/2017
Entendido, gracias

Pues sacando los valores medios de los distintos puntos de la sala, con los monitores izdo y derecho por separado, he realizado la media por tercio de octava para ver como queda la distribución completa.

No he querido perder la visión de como se reparten los resultados de cada medida y he calculado la desviación estándar por frecuencia, ya que sobre todo en la parte baja existe una variabilidad muy grande del TR medio en función del punto de medición.
He pasado a gráfica tanto los TR medios como el % de la desviación estándar sobre la media.

A parte de que el TR en las frecuencias por debajo de 800 comienza a dispararse, se observa esa variabilidad en las medidas de distintos puntos.
Archivos adjuntos:
TR Medios.jpg
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aracustica
#6 por aracustica el 26/02/2017
No hay nada horrible, estoy acostumbrado a ver valores de más de 1 s a 63 Hz y suerte que REW no da nada más abajo
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