Doble anillo de subgraves, configuración de arreglos circulares. Capítulo I.

Desde los comienzos del sonido en directo se han llevado a cabo miles de espectáculos, ya sean de mayor o menor envergadura, lo que tiene en común todos ellos es que se basan en la utilización de equipos de sonido capaces de amplificar y hacer llegar el sonido producido en el escenario a todos los asistentes. Alrededor de los años 70 y 80 se produjo una revolución en lo que se refiere a cajas acústicas, comenzando por crear equipos de varias vías y dejando atrás los altavoces de cuerno muy utilizados en los años 60. Casi todos los fabricantes de grandes equipos investigaban y llevaban a cabo nuevos avances en lo referente a cajas acústicas, pero siempre basándose en equipos anteriores y conocidos.

La verdadera revolución se vivió en los años 90 con la llegada del novedoso Line array, que consistía en un apilamiento vertical de cajas voladas de menor tamaño que las anteriores puesto que no era necesaria la potencia que venían utilizando. Esto es debido a que al situarse los motores acústicos en una posición más elevada las frecuencias agudas no eran directamente absorbidas por las primeras personas del público, sino que producían una radiación más lejana y equitativa en toda la superficie.

Con el tiempo, los profesionales del sector se percataron de que al apilar una serie de cajas acústicas se producían variaciones en el sonido, producidas por la interacción entre las ondas generadas por los distintos altavoces. Esto dio lugar a una especialización de algunos de los técnicos de sonido con mayor conocimiento de la materia. Este sector pasó a denominarse ajustes de sistemas de sonorización. Dentro de este grupo se encuentran los arreglos o ajustes de subgraves consistentes en controlar la radiación omnidireccional de las bajas frecuencias y volverlas direccionales con el fin de evitar cancelaciones y pasillos de contrafase en la zona de audiencia, así como conseguir la mayor cancelación en la parte del escenario. Esto último es el motivo que ha llevado al nacimiento de esta idea.

Como bien hemos explicado ha habido un avance en lo que se refiere a equipos de sonido, pero no hemos avanzado en la forma de llevar a cabo un evento. En la actualidad persiste la colocación clásica de un escenario en frente de la multitud llevándose a cabo generalmente los conocidos como ajustes de subgraves en arco, bien físico o electrónico y en algunos casos la colocación de un grupo de cajas en configuración cardioide con el fin de limpiar la parte más próxima del escenario.

Lo que se busca en este proyecto es una alternativa a dicha colocación clásica, sustituyendo el clásico escenario rectangular por uno circular donde los asistentes podán posicionarse alrededor de una circunferencia concéntrica al escenario, así como solventar el problema de la radiación de las frecuencias más bajas consiguiendo un elevado SPL en la zona del público, mientras que el escenario quedaría exento de radiación. Muchas de las explicaciones serán acompañadas de gráficas y predicciones ayudando a comprender tanto el procedimiento a seguir como la explicación matemática y física.


Origen y contextualización del proyecto
Este proyecto nace con el fin de solventar los problemas que se producen en las bajas frecuencias al intentar hacer uso de una circunferencia como escenario.
En un principio, la idea del proyecto estaba enfocada a la creación de un arco de subgraves, este en un comienzo consistía en un arreglo central end fired con una disminución progresiva de cajas según se desplazaba hacia la parte exterior del arreglo.

Durante una de las simulaciones que estaba realizando me percaté que ningún software de predicción permite, hasta el momento, realizar un arco superior a los 180 grados y que ninguno de ellos permite tampoco generar un arco físico angulando automáticamente las cajas acústicas.

Todo esto en un principio no me aporto ninguna idea reveladora, sino que opté por realizar un arco de subgraves físico y digital, así como al mismo tiempo proporcionar una angulación a las cajas para cubrir ciertos pasillos de cancelación que en aquel momento se produjeron.

Como se aprecia en la siguiente imagen se conseguía un arreglo muy lineal y con una suma acústica muy elevada. El inconveniente de este arreglo es la aparición de pasillos de cancelación en las localidades que se encuentran fuera del eje del escenario.

Durante una de las predicciones me pareció acertado intentar llevar las distancias y angulaciones al máximo posible con el único fin de analizar lo que sucedía. Pude comprobar que en un ángulo de 135 grados era posible realizar una suma acústica mediante un gradiente en la parte del público y tener una cancelación considerable en la parte trasera donde se posicionaría el escenario. Siempre y cuando el radio fuese reducido y las frecuencias bajas. Fue unos días más tarde cuándo se me ocurrió repetir el experimento, pero esta vez con 180 grados de cobertura. El inconveniente que encontré fue que el arreglo en cuestión se implantaba en la parte del público demasiada distancia, separando considerablemente a la audiencia del escenario. Además, se producían importantes pasillos de cancelación.

Cabe destacar que en este momento la simulación se estaba realizando con 5 agrupaciones de subgraves en gradiente formada cada una de ellas por dos altavoces de los cuales el trasero se encontraba con un retardo, así como inversión de fase.

Todas las agrupaciones se encontraban tangentes al arco y seguían el vector dirección de la propagación de las cajas con respecto al centro.

Los ángulos utilizados eran:
90º, 45º, 0º, -45º, -90º y el radio de separación entre cada uno de los arreglos y el centro de la circunferencia era de 8 metros debido a que para una frecuencia de 85Hz la longitud de onda es de aproximadamente 4 metros. Siendo 8 metros múltiplo directo de dicha longitud de onda. Realmente fue este el momento en el que decidí cambiar la finalidad de mi proyecto, reorientándolo a crear un arreglo circular.

En un comienzo decidí mezclar el arreglo end fired en el que se basaba la idea original del proyecto con la innovadora colocación en anillo. Dicha colocación con un radio de 8 metros hasta la caja más próxima al centro.

Al observar un arreglo end fired nos percatamos de que se trata de un arreglo direccional, además de que genera un lóbulo en la parte trasera que varía con la frecuencia. Por ejemplo, para una frecuencia de 80hz se generan dos lóbulos en la parte trasera. precisamente esa radiación indeseada en la parte trasera es la que al simular el anillo nos perjudicaría.

Estos lóbulos interaccionarían entre ellos produciendo una serie de sumas y cancelaciones. Así como al tratarse de un arreglo tan direccional nos causaría una cantidad enorme de cancelaciones y sumas acústicas en la zona del público. A continuación, se aportan las simulaciones de dicho anillo por frecuencias:

Al observar las irregularidades en la predicción, así como la aparición de sumas en la parte del escenario nos revela que no es factible utilizar un ajuste end fired con el fin de conseguir la cancelación deseada y la suma máxima en la zona de la audiencia.

En este momento fue cuándo decidí realizar un doble anillo en ajuste de gradiente con el inconveniente de que se generaban unos pasillos de cancelación importantes según aumentaba la frecuencia, debido a que la cobertura del lóbulo cardioide del arreglo era demasiado direccional para cubrir el total de la superficie destinada a ese sector.

 

Al no poder avanzar a partir de este punto me puse en contacto con el famoso ingeniero de sistemas Pepe Ferrer, a quien comenté mis intenciones y pregunté por la fiabilidad de mis avances hasta ese momento.

Pepe Ferrer realizó una serie de simulaciones con su software SubMapp, el cual me facilitó en su última versión, además de sugerirme una alternativa al tradicional gradiente. Esta nueva configuración consistía en un conjunto de cinco subgraves dispuestos en dos filas. En la primera fila y más cercana al público existen tres cajas sin delay mientras que las dos cajas del anillo interior (distanciadas 1 metro del anillo exterior) contienen un delay de 2,94 ms e inversión de fase.

Gracias a esta configuración es factible mantener un nivel SPL uniforme en la zona del público hasta una frecuencia superior, cosa que nos favorece a la hora de establecer la frecuencia de corte de nuestro equipo. Una vez unificadas todas las ideas y llevada a cabo la predicción de nuestro arreglo de subgraves nos quedaría la siguiente imagen:

Ver capítulo II