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Diseño de sistemas distribuidos

En post anteriores se habló de los sistemas distribuidos y de la cobertura de los sistemas de sonido. Se acostumbra pensar en los sistemas de sonido como la cobertura desde un punto específico que en general es el escenario (allí es donde se debe prestar atención), a veces complementados con demorados para mantener la claridad del sistema a la distancia. Pero la concepción de los sistemas distrbuidos es diferente, no hay un punto de origen determinado desde el cual se deba cubrir un área. De hecho se podría decir que pretenden todo lo contrario, generar una cobertura homogenea sin identificar el punto de origen, siendo ideal recorrer toda un área sin notar cambios de presión sonora o respuesta en frecuencia (a menos que sean intencionales).

Aunque suena idílico que ambas condiciones sucedan, se pueden plantear distribuciones coherentes en base a las herramientas y conceptos vistos en el post de cobertura. De manera análoga a los sistemas convencionales, aunque existan programas de simulación dedicados a predecir las instalaciones (ej: Ease Address), siempre es últil tener una idea rápida de cómo resolver la instalación para luego mejorarla o corroborarla con simulaciones.

En este caso debido a que lo más común en sistemas distribuidos es utilizar parlantes de techo, una de las informaciones necesarias es la altura o alturas del lugar a sonorizar, en base a ésta se puede estudiar el área que va a cubrir cada parlante.

Ejemplo: Un parlante especifica cobertura de 100 grados, y se deben instalar en un techo con 3,5 metros de altura. En principio hay que considerar la altura promedio del oyente, en especial si va a estar sentado o parado. En este caso tomemos una altura promedio parado de 1,7 mts. Quiere decir que la distancia entre el parlante y el oyente es de 1,8 metros. Podemos suponer que la cobertura del parlante es de forma cónica, entonces se puede recurrir a la trigonometría para calcular el radio cubierto.

Donde h es la distancia del parlante al oyente y θ el ángulo de cobertura del parlante. Con este cálculo el ejemplo nos da un radio de 2,145 metros, se puede visualizar en la siguiente figura.

Fig 1: Trigonometría del sistema distribuido.

Lo coherente entonces sería agregar otro parlante en donde deja de haber cobertura y así hasta completar el área a sonorizar, el resultado se ve en la figura 2.

Fig 2: Parlantes distribuidos según coincidencia de cobertura

Ahora si extiende esta distribución, supongamos en un local de 21 x 17 mts, la vista superior de la cobertura de los parlantes sería como en la siguiente figura 3.

Fig 3: Planta de parlantes distribuidos.

Es notorio que con los 20 parlantes distribuidos quedan espacios mal cubiertos debido a esta distribución, esto puede ser optimizado de dos maneras. La primera sería acercar los parlantes de manera de solapar en mayor medida las coberturas (figura 4), es decir que el punto de cruce entre parlantese sea más alto.

Fig 4: Distribución solapada.

A favor de esta disposición está la mejor cobertura y la posibilidad de generar mayor SPL final (aunque en general esta no es la prioridad). Otro punto a favor sería la posibilidad de trabajar a menor nivel, esto se debe a que en promedio el oyente tiene más fuentes cerca. En contra, la cantidad de parlantes agregados, ahora son 36 parlantes (¡casi el doble!) lo que implica también un amplificador de mayor potencia. También se puede plantear un solapamiento menor para reducir la cantidad de parlantes. Otra manera de mejorar la cobertura sería como en la siguiente figura 5.

Fig 5: Distrbución intercalada.

Con esta distribución la cobertura es bastante homogenea salvo por los extremos del recinto, habría que discutir la necesidad de tener cobertura en las inmediaciones de las paredes del recinto. En este caso la cantidad de parlantes utilizados es de 18, similar a la distribución de la figura 3.

Ing. Eduardo Sacerdoti

Investigación & Desarrollo – Equaphon

Eduardo Sacerdoti

2 Comments

  1. Buen día Ingeniero Sacerdoti,
    Su planteo es interesante, aunque me quedo la duda si esta considerando una suma de señales coherentes o incoherentes, dado que eso debería afectar la suma de los parlantes. Por otro lado, la apertura a la que usted refiere no es constante en frecuencia o si? En caso de no serlo, la directividad de que rango de frecuencias recomienda para el diseño?
    Muchas Gracias! Me gusta mucho la información que suben constantemente!

    • Hola Pedro, en principio la consideración que se realiza es sobre la cobertura, aunque es evidente que a mayor cantidad de parlantes mayor SPL final. En este caso con parlantes y señales iguales se puede suponer que la suma es coherente (dependiente de la fase).
      En los altoparlantes convencionales nunca es constante la cobertura con respecto a la frecuencia, siendo común que el ángulo vaya disminuyendo a medida que se sube en frecuencia. En el caso de las instalaciones distribuidas lo primordial es la inteligibilidad de la palabra, podemos considerar el rango importante de 1 a 4 kHz. Con lo cual se podría tomar un promedio de las octavas (1, 2 y 4 kHz), o utilizar el menor ángulo para estar cubierto.
      Gracias!
      Saludos.

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