Las trampas de graves son absorbentes de energía acústica que están diseñados para amortiguar la energía del sonido de baja frecuencia con el objetivo de lograr una respuesta de sala de baja frecuencia (LF) más plana al reducir las resonancias de LF en las habitaciones. Se utilizan comúnmente en estudios de grabación , salas de masterización , teatros en casa y otras salas construidas para proporcionar un entorno de escucha crítico. Como todos los dispositivos de absorción acústica, funcionan convirtiendo la energía del sonido en calor a través de la fricción.
Descripción general: tipos
En general, existen dos tipos de trampas de graves: absorbentes resonantes y absorbentes porosos. Los absorbentes resonantes se dividen a su vez en absorbentes de panel y resonadores de Helmholtz. [1]
Ambos tipos son efectivos, pero mientras que un absorbente resonante necesita sintonizarse mecánicamente para que resuene en simpatía con las frecuencias que se absorben, un absorbente poroso no resuena y no necesita sintonizarse.
Los absorbentes porosos tienden a ser de menor tamaño y son más fáciles de diseñar y construir, así como menos costosos en general que los absorbentes resonantes. Sin embargo, la atenuación de graves profunda de un absorbedor poroso es generalmente inferior, por lo que su utilidad para atenuar las resonancias de la sala de frecuencias más bajas es más limitada.
Los absorbentes resonantes tienden a absorber un espectro más estrecho y los absorbentes porosos tienden a absorber un espectro más amplio. El espectro de ambos tipos puede reducirse o ampliarse por diseño, pero la diferencia generalizada en el ancho de banda y la sintonización domina su rendimiento respectivo.
Ejemplos de trampas de graves de tipo resonante incluyen un recipiente rígido con uno o más ojos de buey o ranuras (es decir, resonador de Helmholtz ), o un recipiente rígido con un diafragma flexible (es decir, un absorbente de membrana). La trampa de graves de tipo resonante consigue la absorción del sonido mediante la vibración simpática de algún elemento libre del dispositivo con el volumen de aire de la habitación.
Los absorbentes de resonancia varían en construcción, con un tipo de absorbente de membrana que usa una hoja de madera elástica que se adhiere al recinto solo a lo largo de los bordes / esquinas, y otro que usa una hoja más flexible de material delgado estirado como un parche de tambor. Un resonador de Helmholtz puede tener un puerto sintonizado en una sola frecuencia, o varios puertos sintonizados en una sola frecuencia o en múltiples frecuencias, con puerto redondo, puerto ranurado o incluso construcción perforada. Los absorbedores de resonancia a menudo incorporan absorción porosa internamente para reducir simultáneamente la frecuencia de resonancia y ampliar el espectro de absorción.
Los absorbentes porosos suelen estar hechos de fibra de vidrio , lana mineral o espuma de celda abierta que resiste el paso de las moléculas de aire a través del espacio intersticial. [2] Los absorbentes porosos a menudo incorporan una lámina o un revestimiento de papel para reflejar frecuencias superiores a 500 Hz. El revestimiento también mejora la absorción de bajos bajos al traducir la compresión física del aire en el revestimiento en compresión física de las fibras que están en contacto con el revestimiento, mientras que también mantiene la pérdida resistiva de aire a medida que el revestimiento atraviesa la mayor parte de la fibra. .
Conceptos de diseño para la construcción de trampas de graves
Trampas de graves resonantes
Las trampas de graves resonantes absorberán el sonido con alta eficiencia en su frecuencia fundamental de resonancia. Como tal, el conocimiento de las frecuencias de resonancias que requieren amortiguación es útil antes de diseñar y construir una trampa de graves resonante. Esto se puede lograr mediante el cálculo de los modos de la habitación o mediante la medición directa de la propia habitación.
Los absorbentes de resonancia se pueden ampliar en el rango de frecuencia de eficacia hasta cierto punto, ya sea introduciendo material absorbente poroso en el interior del recipiente, restringiendo las vibraciones del panel o membrana, o instalando una serie de dispositivos de resonancia, cada uno sintonizado a una frecuencia adyacente. rangos de modo que colectivamente el arreglo funcione sobre un rango más amplio de sonidos. Dichos dispositivos pueden ser enormemente efectivos en su rango sintonizado, pero pueden ocupar una gran cantidad de espacio, especialmente cuando se instalan en arreglos y, por lo tanto, a veces no son una solución práctica.
Absorbedor de panel
Se puede construir un resonador de panel simple para colgar en una pared construyendo un marco de madera, agregando varias pulgadas de lana mineral al interior y colocando una hoja de madera contrachapada sobre la parte superior unida solo en los bordes. Debe dejarse un pequeño espacio entre el panel y el aislamiento acústico para que el panel resuene libremente. La resonancia del panel se puede mejorar reduciendo el punto de conexión entre el panel y el marco por medio de un espaciador estrecho como un lazo de alambre o varilla de soldadura a lo largo del borde del marco de modo que el panel quede posado sobre un borde delgado. Las resonancias aproximadas del panel de madera contrachapada de hoja completa [4 '× 8'] cuando se monta en un marco de 1 × 4 de 3,5 "de profundidad son:
- Madera contrachapada de 1/8 "= 150 Hz
- Madera contrachapada de 1/4 "= 110 Hz
- Madera contrachapada de 3/8 "= 87 Hz
Resonador de Helmholtz
Otras trampas de graves con resonancia comunes son las formas del resonador de Helmholtz, como una caja de paredes rígidas con un orificio en un lado [un puerto] o una serie de listones sobremontados en la cara como una caja de paredes rígidas que forman aberturas estrechas en las grietas entre los miembros de lama.
Trampas de graves con absorbedor poroso
Una trampa para bajos generalmente comprende un material húmedo absorbente del núcleo, un marco y una cubierta por razones estéticas.
- Núcleo: Por lo general, se utilizan tableros aislantes semirrígidos de lana de vidrio o lana mineral o espuma densa de celda abierta.
- Marco: Se prefiere un marco exterior de acero, aunque los marcos de esqueleto de madera son comunes. El marco actúa como una carcasa, permitiendo el montaje en paredes y techos, y también ancla el material de revestimiento.
- Revestimiento: Generalmente se usa tela porosa (similar a la tela de la rejilla del altavoz).
Posicionamiento
Dado que las resonancias de baja frecuencia en una habitación tienen sus puntos de presión máxima o mínima en las esquinas de la habitación, las trampas de graves resonantes montadas en estas posiciones serán las más eficientes, [3] mientras que las trampas porosas son más eficientes en los puntos de partículas altas. velocidad tal como 1/4 de la longitud de onda deseada lejos de la pared. [4] Las trampas de graves se utilizan normalmente para atenuar las resonancias modales, por lo que la ubicación exacta depende del modo de habitación que se esté intentando apuntar. Las trampas de graves típicamente combinan mecanismos estructurales que pueden funcionar en ambas posiciones de alta velocidad de partículas / baja presión (fibra de vidrio gruesa) y alta presión / baja velocidad de partículas (membranas).
Los absorbedores de trampa de graves porosos deben ser muy gruesos para ser efectivos en frecuencias más bajas, por lo que tienden a ubicarse como cuñas diagonales en las esquinas o como una masa rectangular gruesa detrás de paredes falsas donde están fuera del camino y es menos probable que interrumpan las frecuencias más altas. o función de habitación. El espacio de aire detrás de un absorbedor de panel poroso, por ejemplo, a horcajadas en una esquina, también ayuda a asegurar que sobresalga más en la habitación donde hay más velocidad del aire, mejorando su absorción basada en la velocidad y extendiendo su ancho de banda mientras induce cierta ondulación en su espectro de absorción. Los absorbedores de trampa de graves resonantes deben estar a una presión máxima y tienden a ser más delgados, por lo que se colocan de manera más conveniente y efectiva contra una pared en una esquina donde la presión es máxima, en lugar de estar a horcajadas en una esquina donde hay más velocidad.
La práctica estándar es investigar la aplicabilidad de los absorbedores de trampa de graves porosos antes de investigar los absorbedores de trampa de graves resonantes o hibridados. Los métodos complementarios para usar en combinación con la absorción porosa incluyen la construcción de paredes / cielorraso con paneles de yeso / montantes y relleno con aislamiento como una forma de atrapamiento de graves resonante altamente amortiguado utilizando el panel de yeso como membrana. La combinación de límites de habitación resonantes con pérdida inherente y absorción de trampa de graves porosa con revestimiento de papel o lámina en las tricorner (donde se encuentran tres límites de habitación) suele ser suficiente para lograr una respuesta de graves aceptable incluso en salas de escucha con resonancias algo problemáticas.
Ajustar la posición de escucha dentro de los límites de la habitación y elevar el asiento con un elevador lleno de absorción porosa es un método más que puede mejorar la respuesta de graves sin recurrir a la captura de graves resonantes, al tiempo que mejora la visibilidad de la pantalla del sistema de cine en casa.
Las salas de escucha pequeñas sufren una escasez de resonancias de baja frecuencia con espacios entre ellas, por lo que otro método complementario es agregar un subwoofer para impulsar las resonancias de la sala desde una ubicación física óptima que minimice la ondulación en la respuesta de frecuencia en la posición de escucha. Otro método complementario es dividir una asignación de subwoofer existente en varios subwoofers más pequeños en ubicaciones separadas espacialmente que aumentan los grados de libertad disponibles para sintonizar la respuesta. Varios subwoofers también tienden a suavizar la respuesta de graves en un área de audición más grande y, a menudo, son más fáciles de colocar para una buena respuesta de graves que un solo subwoofer más grande (o ningún subwoofer).
Si la respuesta es algo uniforme en todas las posiciones de escucha utilizando estos métodos, la ecualización se puede utilizar para dar forma a la respuesta de graves al objetivo deseado y suavizar aún más cualquier ondulación restante.
Por lo general, se prefiere alguna combinación de absorción porosa con estos métodos complementarios por su simplicidad, asequibilidad y conveniencia, pero las trampas de graves resonantes son más efectivas para absorber resonancias de sala fuertes donde los métodos complementarios mencionados anteriormente son inadecuados o poco prácticos, particularmente cuando la geometría de la sala provoca resonancias de banda estrecha problemáticas que afectan a los graves bajos y la composición de los límites de la habitación es muy reflectante en lugar de con pérdida acústica.
Otras lecturas
- Everest, F. Alton. El manual maestro de acústica , McGraw-Hill, 2000 ( ISBN 0-07-136097-2 ).
- Kinsler, Frey, Coppens y Sanders, Fundamentos de acústica, tercera edición , John Wiley & Sons, 1999 ( ISBN 978-0471847892 ), Sección 10.8: “El resonador de Helmholtz”.
- https://www.soundonsound.com/sos/may06/articles/qa0506_3.htm
Referencias
- ^ White, Paul (agosto de 1998). "Tratamiento Acústico Práctico: Parte 2" . Sonido sobre sonido. Archivado desde el original el 15 de agosto de 2004.
- ^ "Presentación de paneles acústicos profesionales" . namnak.
- ^ "Espacio para la mejora - sonido sobre sonido" .
- ^ "La verdadera razón por la que colocas trampas de graves en las esquinas (no es la razón por la que piensas) - Acoustics Insider" .