En el post anterior, vimos como colgar un subwoofer ayuda a aumentar la distancia al frente, lo que nos ayuda a reducir la diferencia de SPL. Ahora vamos a ver qué es lo que sucede si consideramos el piso.
Existe la creencia común de que los subwoofers colgados son 6 dB menos eficientes debido a que pierden el efecto de acoplamiento con el suelo. La realidad, es que se sigue interactuando con el piso y la posibilidad de que la reflexión con este sea constructiva también. Lo que sucede es que, cuando un subwoofer está colgado, la diferencia temporal entre la señal directa y la reflexión es mayor que cuando este está en el piso. Como vimos en el post de fase y polaridad, esta diferencia temporal va a hacer que algunas frecuencias sigan sumándose y otras no.
Fig 1. Efecto espejo para visualizar la reflexión
Para analizar esto, vamos a considerar al piso como una superficie perfectamente reflectante, lo que, para bajas frecuencias, no está muy alejado de la realidad. Esto nos permite simularlo mediante el efecto espejo. Este representa a la reflexión como una fuente de igual nivel al otro lado del piso. Medir las distancias de la fuente original y la fuente espejo al punto de escucha nos permite calcular la diferencia temporal y de nivel entre sonido directo y reflexión, que es lo que necesitamos. Lo que estamos dejando de lado con estas simplificaciones, son las difracciones de borde y el efecto de bafle que sucede cuando acumulamos gabinetes.
En la figura 2 se muestran los resultados de una simulación que tiene un subwoofer colgado a 6 metros de altura. Podemos ver la respuesta en frecuencia para la altura del público a distintas distancias. Para facilitar este análisis, se compensó la diferencia de nivel por distancia. Esto nos permite comparar las distintas respuestas de una forma más clara. La línea punteada negra representa la suma ideal de 6 dB.
Fig 2. Respuesta en frecuencia a distintas distancias de la fuente con el subwoofer colgado a 6 metros
Podemos sacar algunas conclusiones. Primero, la pérdida de eficiencia es mucho menor a 6 dB. Segundo, a medida que nos acercamos a la fuente, la primera cancelación del filtro peine es menos profunda y sucede a una frecuencia más baja. Esto se debe a que, como la diferencia de caminos es mayor, también lo es la diferencia de tiempo y de nivel. A medida que nos alejamos, la respuesta en frecuencia se vuelve plana e iguala en nivel al gabinete en el piso.
En la figura 3, podemos ver lo que sucede si modificamos la altura de colgado. A medida que aumentamos la altura vamos a mover la cancelación hacia frecuencias más bajas. Por otro lado, como la relación de distancias se achica, la diferencia de nivel entre las primeras y últimas filas se va a reducir.
Fig 3. Respuesta en frecuencia a 8 metros de la fuente con distintas alturas de colgado
Como vemos en la figura 4, si ahora la audiencia está de pie, la cancelación también baja en frecuencia y necesitamos una mayor distancia para que esta caiga fuera del rango del subwoofer.
Fig 4. Respuesta en frecuencia a distintas distancias de la fuente con el subwoofer colgado a 6 metros. Audiencia parada
Si tenemos en cuenta lo visto en estas dos publicaciones, podemos concluir que, para distancias mucho mayores a la altura de colgado, la respuesta en frecuencia y el nivel de un subwoofer colgado es igual al de uno en el piso. Si la audiencia está sentada, cuando la distancia a la fuente es de aproximadamente 4 veces la altura de colgado, el nivel de presión sonora a 80 Hz disminuye solamente 1 dB respecto a la respuesta del subwoofer en el piso. Además, tenemos la ventaja de obtener un menor SPL en las primeras filas, lo que logra una mayor uniformidad de nivel, a costa de ripple en la respuesta.
Sin embargo, además de las desventajas obvias en practicidad que presentan los arreglos colgados, estos tienen otros inconvenientes. En la práctica, tener la posibilidad de colgar el arreglo en el centro no siempre es fácil. En cambio, armar un arreglo central en el piso generalmente no suele presentar ningún problema. Por este motivo, muchas veces se cuelgan los subwoofers a los costados. Esto genera los ya conocidos problemas de los subwoofers en configuración L y R. Principalmente, se genera un pasillo central donde la suma es máxima y, a medida que nos alejamos de esta posición, tenemos una sucesión de zonas de cancelación y suma, perdiendo la uniformidad de la cobertura. Esto es un factor clave que se debe tener en cuenta antes de decidir si colgar o no los subwoofers.
Otro punto que hay que tener en cuenta es que, si estamos colgando un arreglo cardioide, apuntar el lóbulo de cancelación hacia el escenario es más difícil. Sin embargo, si el arreglo es vertical, tenemos otra herramienta a nuestro favor: el control de directividad. Este depende del largo del arreglo y puede ser útil para disminuir el nivel de presión sonora en el escenario.
Por último, en el caso de un recinto cerrado, entran en juego una gran cantidad de reflexiones que van a modificar las respuestas mostradas. Sin embargo, estos análisis son útiles para mostrar las tendencias principales.
El objetivo de este post no es establecer cuál es la mejor opción. La idea es mostrar que la creencia de que el problema de los arreglos colgados es la pérdida de 6 dB no es del todo cierto y, dadas ciertas condiciones, estos son igual de eficientes que su versión stackeada. Sin embargo, aparecen otros problemas. Cada alternativa tiene sus beneficios, lo importante es tener en cuenta todos los factores implicados antes de tomar la decisión.
Ing. Francisco Maiocchi
Departamento de Ingeniería – Equaphon