Salas Anecóicas

Veamos ahora que ocurre con las interpretaciones que se producen en nuestra corteza cerebral auditiva de esas señales ya convertidas por nuestro sistema auditivo. Aunque actualmente se sabe que la integración total de estas señales por las neuronas del cortex auditivo sigue patrones mucho más complejos de lo que se creía, se pueden llegar a establecer tres intervalos de tiempo de gran importancia:

Si dos ondas sonoras llegan separadas entre 0 y 3 milisegundos (ms), se produce una confusión total de las señales, siendo incapaz el cerebro de discernir entre ambos impulsos.

Si la separación está en torno a los 3 – 5 ms, el sonido se distingue pero no como tal (p.e. en vez de una nota de trompeta, se oiría como un golpe muy breve y produciría confusión al solaparse con el sonido original).

Si el intervalo está entre los 5 y 10 ms ya se pueden distinguir los sonidos pero la corteza auditiva tiene problemas para localizar espacialmente la fuente emisora.

Por lo tanto, podemos considerar un tiempo de integración (aquel necesario para evitar cualquier confusión en la interpretación del sonido y su localización espacial) de 10 ms y basados en esto, definir como reflexiones primarias del sonido a todas aquellas que llegan antes de transcurrir 10 ms desde la llegada de la onda directa que procede de los transductores de las pantallas acústicas sin ninguna interferencia. Siguiendo el mismo criterio definiremos como reflexiones secundarias, terciarias, etc. (constituyen el campo reverberante) a las que llegan con posterioridad a este periodo.

Cuando los altavoces (o las membranas de las pantallas electrostáticas) emiten ondas sonoras, unas de ellas llegan directamente sin interferencias y otras sufren reflexiones en las paredes, suelo y techo de la sala, llegando al punto de escucha dentro del periodo crítico de los 10 ms. Estas reflexiones primarias son del todo indeseables ya que producen una pérdida en la definición de la escena sonora, enturbiamiento e inestabilidad de la imagen y de su foco, disminución o eliminación de los planos sonoros, etc.

Sin embargo hay otras reflexiones que por provenir de sucesivos rebotes, llegan más tarde y atenuadas en su intensidad (las secundarias, etc.) que son las encargadas de recrear las sensaciones de espacialidad y de aireación que el sistema sea capaz de entregar.

Una sala con un tiempo de reverberación largo (donde los sonidos se atenúan con cierta lentitud) producirá un efecto de iglesia mientras que una sala con un tiempo muy corto o nulo (cámara anecoica) sonará muerta, apagada, irreal, pero fiel, es decir, la medición de la presión sonora será la que realmente entrega o capta el equipo.

Hay tres formas de eliminar estos tipos de reflexiones:

Mediante el uso de absorbentes: que eliminarán el campo reverberante.
Usando conjuntamente materiales absorbentes y difusores en todas las ubicaciones adecuadas. Es un método útil que requiere atención en la situación de los paneles o cuñas y en su número ya que con los absorbentes es relativamente fácil pasarse en su colocación con lo que se disminuiría el tiempo de reverberación de la sala.
Utilizando difusores. Es el método más adecuado para aportar gran cantidad de reflexiones secundarias sin disminuir la presión acústica. El uso de difusores provoca un sonido mas limpio, con una imagen mucho más precisa y una escena sonora más real – siempre contando con las limitaciones del sistema de reproducción -. Como todo tiene su reverso, la idea de esta optimización es que pone en evidencia las carencias y defectos del sistema de reproducción que antes podían estar enmascarados en una sala común y corriente.

Las salas Anecoicas están formadas por una estructura aislada del exterior y en su interior, para evitar la reflexión de sonidos por las paredes, suelos y techos, se forra mediante unas cuñas de longitud a definir en función de la absorción deseada .
Dichas cuñas una vez calculadas se fabrican en diversos materiales como son espumas, fibras de vidrio, lanas de roca etc.
El problema de éstas cuñas es que al paso del tiempo se descomponen con facilidad desmoronándose y destruyéndose.
La cámara anecoica ideal es un recinto totalmente libre de reverberaciones acústicas. Cualquier sonido proyectado dentro del recinto, a cualquier frecuencia, es completamente absorbido.

Por supuesto, ninguna cámara anecoica es perfecta. Es útil construir un recinto tan grande como sea posible: la ley del inverso del cuadrado dicta que la energía sonora se disipará, de manera que cada metro cuadrado de la superficie interna tendrá menos energía que absorber. Recíprocamente, un recinto más pequeño requerirá mayor o mejor absorción del sonido para obtener el mismo efecto. Esto es particularmente cierto para las bajas frecuencias, es por ello que las cámaras más pequeñas solamente tendrán una absorción efectiva hasta un límite inferior de quizás 100 Hz más o menos.

La efectividad de una cámara anecoica se mide en dB de rechazo (la relación entre el sonido directo y el sonido reflejado dentro de un recinto). Una cámara debería proporcionar un rechazo mayor a 80 dB entre 80 Hz y 20 kHz, lo cual es excelente para una cámara de tamaño mediano. Para medir las críticas octavas medias y superiores, una cámara anecoica sigue siendo la única herramienta verdaderamente confiable para realizar mediciones precisas.

Existe un tipo de sala anecoica que es distinta de las otras, esta está construida de tal modo que las cuñas están diseñadas por partes, construidos de forma que la parte más pequeña de la cuña esté hacia el interior de la sala, y el interior de la cuña está construida de fibra de vidrio especial con una densidad muy baja. La cuña se va agrandando mientras se acerca a la pared y a la vez se aumenta su densidad. De esta forma se obtiene una muy buena impedancia de la sala que va de la mano con el material super absorbente con la que están constituidas (Principio de Cremer). (cuñas a la izquierda)

Este principio es análogo al diseño de un cono exponencial de un parlante, es decir que la densidad del material es la misma en todos los puntos.

Consecuentemente la sala Cremer es mucho mejor a frecuencias altas que una sala Wedge siendo las dos del mismo tamaño.

A frecuencias medias las dos salas se comportan igual y en las frecuencias bajas la sala Wedge se comporta un poco mejor.

Desde el punto de vista económico se puede decir que la sala Wedge necesita más material absorbente que la otra, pero la Cremer necesita un trabajo más sofisticado para armarla, lo que significa un mayor costo de mano de obra.

Loas salas Cremer son mejores puesto que se necesita trabajar a frecuencias altas ( a partir de 15 kHz), mientras que a frecuencias bajas no es tan importante puesto que la longitud de onda bajo los 300 Hz es tan larga que se pueden utilizar otros métodos. (supongamos una sala de 6x8x3 m (una sala media), si la longitud de onda de una frecuencia de 20 Hz=17m, la onda no alcanza a cumplir un período).

A frecuencias sobre los 3kHz una sala Wedge siempre tiene unos cambios de fase que son incontrolables, puesto que las cuñas tienen superficies planas más grandes que las cuñas de las Cremer, que simulan una “selva acústica”.

La construcción de las cuñas en la Cremer son tubulares, así se reduce las superficies planas, de modo que todas las reflexiones son minimizadas en todas las direcciones.
Cada cuña mide más o menos de 40cm a 60cm de largo y un ancho en la pared de 40cm dependiendo del tamaño de la sala. Los tubos soportantes tienen un diámetro de 10mm.
Esta sala funciona para frecuencias de 350 Hz a 25kHz con las cuñas pequeñas y de 200 Hz a 20 kHz con las cuñas grandes.
Ambas salas deben estar construidas en una superficie plana de algún material muy resistente como concreto armado o madera muy dura.
En el caso del concreto, puesto que debe ser armado en una estructura de acero, es muy conveniente para el aislamiento de vibraciones.
En el caso de los pisos estos deben estar construidos de tal forma que sean facilmente removibles para el acceso rápido a la sala y tienen que ser superficies planas muy absorbentes.
En el caso de la ventilación, puede estar con aire acondicionado sin ningún problema, pero no puede tener flujos de aire, puesto que puede quebrar alguna de las cuñas y crear mucho polvo.

También puede existir un cableado dentro de la sala para la alimentación de las cámaras y alimentación de los equipos.
Existen cámaras especiales para la industria automotriz, en este caso son salas más grandes y a la vez BLINDADAS.
Esto tiene un propósito, el cual es investigar a través de un método de prueba distinto.

Lo que se hace es una inducción de corriente a través de radio-frecuencia al cableado del automóvil para conocer los efectos de campos electromagnéticos, también se pueden conocer disturbios estacionarios y pulsares emitidos por el sistema eléctrico y electrónico.
Además se realizan pruebas de contaminación sonora dentro y fuera del vehículo.

Las características de esta sala específicamente son:

• Volumen: 6 m de largo, 5 m de ancho, y 3 m de alto.
• Una puerta de 2 x 2.5m para introducir el objeto a probar
• Generación de radiofrecuencias de rango 1 MHz – 400 MHz e intensidad mayor a 300 mA.
• Receptores de medición de 9 kHz a 1 GHz.
• Rango de atenuación de 60 dB a 10 kHz hasta 100 dB a 1 MHz para el campo magnético; y 100 dB de 10 kHz a 100 MHz y 100 dB de 1 GHz a 18 GHz para ondas planas.
• Adicionalmente pueden tener alimentación de corriente alterna y contínua.

En la siguiente gráfica se muestra distintas curvas del coeficiente de absorción del sonido de un equipo que se ha ubicado en distintos sitios dentro de una cámara, con lo que se puede demostrar que la absorción de frecuencias bajas es más difícil y que se lo puede manejar de acuerdo al sitio donde se lo mida, claro que lo ideal es una fuente emisora que este directamente al frente de un receptor , o viceversa, y que se mueva para poder conocer el diagrama polar del equipo a medir, pero que no posea reflexiones primarias ni secundarias.

Existen compañías especializadas en hacer cuñas, tal es el caso de RockFibras que ha conseguido crear una cuña hecha de THERMAX, que es una roca basáltica que tiene las siguientes propiedades:

  

µ=coeficiente de absorción sonora.

Obs: Encima de 100 Hz, la absorción sonora, para efectos práticos, igual a µ=1,00.

(Foto a la izquierda)

Este resultado esta basado en la norma ISO 10534-2 – “Determinación del coeficiente de Absorción Sonora e Impedancia o Admisión por el Método de Dos Micrófonos”.

Otras compañías como el Laboratorio de Microondas  utilizan la sala anecoica en estudios tales como el comportamiento de ciertas antenas y difusores pasivos; esto es, para detectar el diagrama de radiación de las antenas y medición de sistemas de energía de microonda.

Caso Meyer Sound