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Line arrays: Cómo, cuándo y por qué (no) usarlos

Uno de los grandes avances en cuanto al refuerzo sonoro ha sido, sin duda, el desarrollo de los arreglos lineales de altoparlantes, los llamados line-arrays.

Su funcionamiento ha sido abordado en una serie de posts.

La ventaja de construir un arreglo de gabinetes que producen una emisión en fase tiene varias ventajas notables:

  • La interferencia constructiva resulta en niveles de presión sonora elevados.
  • Puede ajustarse la cobertura vertical a la forma en que esté dispuesto el público.
  • Puede procesarse cada gabinete de manera separada mejorando el desempeño del arreglo entero.

Estas características le dieron cierta fama a los line-arrays de ser una especie de solución mágica a todos los problemas. No obstante, como puede esperarse, estas ventajas solamente se dan dentro de ciertos límites y existe un fino equilibrio entre ellas. En esta serie de posts vamos a explorar varias instalaciones realizadas por Equaphon a modo de estudio de caso, para determinar cómo, cuándo, y por qué usar line-arrays, y cuando resulta conveniente emplear otras estrategias.

Tomemos un ejemplo

Para examinar cómo se produce interferencia constructiva evaluemos este teatro:

Fig 1. Teatro – Modelo virtual.

Estamos hablando de un espacio con 27 metros de largo, 15 de ancho y 9 de alto. Al haber tanta distancia entre la primera y la última fila, y siendo los únicos puntos de colgado posibles a los costados del escenario la mejor opción es un line-array. En esta ocasión se emplean 10  V15+ por lado.

El siguiente gráfico muestra la cobertura vertical para este line-array promediada en todo el rango de frecuencias (Broadband), la línea de asientos está representada por una línea punteada sobre la cuál pueden verse los números del 1 al 6. Puede observarse que el piso de este teatro tiene una inclinación ascendente hacia el fondo de la sala.

Fig 2. Cobertura vertical – line-array.

La zona en verde que puede observarse en el gráfico anterior representa los niveles SPL dentro de un margen de +/- 2 dB con respecto al valor SPL promedio, en azul los valores por debajo de este margen y en naranja por encima. Puede observarse que todo el público está dentro de esa zona verde. Esto significa que toda la audiencia escucha al mismo nivel dentro de un margen de 4 dB.

El siguiente gráfico muestra el nivel SPL promediado en todo el rango de frecuencias en función de la distancia. Puede observarse que la primera fila tiene unos 112.5 dBSPL, así también la última, con un ligero incremento cerca del centro de la sala que llega a 116 dBSPL.

Fig 3. SPL en función de la distancia. (Broadband)

Esto nos da como resultado una cobertura virtualmente inmejorable, con el 93% del público dentro de un margen de 6 dB.

Fig 4. Distribución de cobertura.

Veamos lo que pasaría si se hubiese usado un gabinete de tipo fuente puntual.

Fig 5. Cobertura vertical – Fuente puntual.

Se puede observar que ahora la zona verde coincide con una parte mucho menor de la audiencia, quedando la mayoría de la audiencia en zonas naranja y azul. Por otro lado, las bajas frecuencias llegan al interior del escenario en gran medida, que con un line-array son mitigadas.

¿Qué pasa con el nivel SPL?

Fig 6. Comparación SPL en función de la distancia; line array (negro) – fuente puntual (Azul).

Nuevamente observamos el nivel SPL en función de la distancia con respecto al escenario. La línea resaltada en azul es la respuesta para la fuente puntual contra la línea negra de los 10 V15+. La azul no solo tiene una caída mayor con la distancia, sino que el nivel en general es aproximadamente 14 dB menor. En la última fila, con 97 dBSPL broadband, probablemente, al público le parezca que el nivel percibido es bajo en el caso de un espectáculo.

Esta comparación parece injusta ¿No es cierto?

Examinemos un caso muy similar

Fig 7. Salón de eventos – modelo virtual.

Este es un espacio de usos múltiples pensado también para espectáculos. También de 27 m de largo, pero 26 m de ancho y un techo con pendiente que va de 6.5 m a 8.5 m en el fondo. Dado que la distancia hasta el fondo es la misma que en el caso anterior, parecería lógico proponer un line array.

Fig 8. Cobertura vertical – line-array.

Fig 9. SPL en función de la distancia. (Broadband)

Puede observarse que la cobertura es completamente homogénea estando prácticamente todo el recorrido en los 112 dBSPL

A simple vista parece una solución excelente. Pero hay una diferencia, la altura, que en este caso es unos metros menor. Dado que las primeras filas están muy cerca del arreglo, el nivel en este sector sería excesivo. Los gabinetes de más abajo deben ser fuertemente atenuados para conseguir la uniformidad presentada más arriba. Esto genera un problema, aunque en el eje del arreglo la cobertura es excelente, horizontalmente es otra historia. Como puede verse en el siguiente gráfico de cobertura horizontal, en las primeras filas hay una caída considerable a los costados y en el centro.

Fig 10. Cobertura horizontal – Line array.

Esto también puede verificarse en el patrón polar del arreglo. El lóbulo principal con la cobertura horizontal completa (de 110°) cubre el fondo de la sala, pero debajo se encuentra un lóbulo secundario que cubre las primeras filas y al tener menor nivel es equivalente a tener menor cobertura (90°).

Fig 11. Patrón polar – Line-array.

Es importante resaltar que esto sucederá siempre que se atenúe una parte del arreglo dado. Otro problema, en este caso particular, es que los arreglos concentran demasiada energía en el fondo de la sala, que tiene paredes de vidrio lo que es desfavorable teniendo en cuenta la acústica.

Por estas razones es preferible optar por gabinetes de tipo fuente puntual y poner una segunda línea de gabinetes a modo de demorados como puede observarse en la imagen

Fig 12. Cobertura vertical – Fuentes puntuales.

Esta propuesta presenta un promedio de 101 dB SPL para el 81% del público. Minimizando las reflexiones con el fondo de la sala.

Fig 13. Distribución de cobertura.

En conclusión:

Los line-arrays ofrecen una serie de ventajas que pueden proporcionar una cobertura inmejorable y una experiencia excelente para una audiencia en la que todos escuchan prácticamente lo mismo.  No obstante, cada diseño debe ser evaluado en detalle, sobre todo al tratarse de equipamiento complejo. No gana el sistema que suena más fuerte, sino la solución que mejor cumple con las expectativas.

Lic. Lucas Landini

Departamento de Ingeniería – Equaphon


Si te interesa profundizar más sobre cómo se miden e introducen los datos de nuestros gabinetes en un programa de simulación acústica podés ver una charla al respecto haciendo click aquí.

Lucas Landini

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