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Se describe en estas páginas el proceso de diseño y construcción (en 1996) de un pequeño estudio de grabación próximo a la ciudad de Barcelona (España).
En ningún momento se pretende sentar cátedra sobre ningún método, sistema o procedimiento. La publicación de este trabajo es meramente informativa y su único fin es poner a disposición de cualquier persona interesada en el tema la experiencia acumulada por el autor.
Estado de la Técnica en el diseño de salas de control de sonido.
Quizás sería mejor iniciar el título de este apartado con la expresión "estado del arte" - como dicen los anglosajones - ya que el diseño de salas de control es una ciencia inacabada y en la que la subjetividad de la percepción sonora juega un papel nada desdeñable.
Dicho esto de entrada -y teniéndolo en cuenta en lo sucesivo- veamos cuales son las dos principales tendencias actuales en el diseño de estudios de grabación. Non-Environment y LEDE.
Non-Environment.
Empezaremos por el sistema menos extendido de los dos. El concepto Non-Environment fue desarrollado por Tom Hidley a mediados de los 80. Tras incluirlo como un proyecto de postgraduación del "Institute of Sound and Vibration Research" de la Universidad de Southampton en 1980 (codirigido por el propio T. Hidley y Philip Newell), se presentó como ponencia en la X conferencia del Institute of Acoustics (UK) en 1994.
El concepto es bastante simplista. Se trata de realizar una sala semianecóica de forma que la única pared reflectante sea la que soporte los altavoces. De esta forma el Q de los modos propios en baja frecuencia es tan ancho que prácticamente desaparecen y la respuesta tonal de la sala es más uniforme. La pared rígida que soporta los altavoces es necesaria para una correcta radiación hemisférica de los altavoces.
Para conseguir gran absorción a bajas frecuencias, sin tener que emplear grosores exagerados de absorbente, se utiliza un sistema a base de "guías de onda" formado por paneles absorbentes alineados en la dirección de propagación (Figura 1). Para mejorar la efectividad del sistema, los paneles absorbentes contienen una lámina (normalmente un elastómero) de gran masa que actúa como barrera antirretorno. Además, se construye una triple pared de densidad creciente: madera - lámina de alta densidad - placa de yeso (tipo Pladur) que mejora la adaptación de impedancias antes de llegar al muro estructural (se presupone que éste es rígido y de gran masa). La madera y el Pladur añaden absorción en bajas frecuencias por vía diafragmática (resonancia). Con todo esto se consigue un doble efecto.
En primer lugar, los paneles -junto con la triple pared- actúan como un adaptador de impedancias (al igual que las cuñas de una cámara anecóica) ya que el frente de ondas va perdiendo energía progresivamente conforme avanza. Primero pierde muy poca, ya que los paneles están separados entre sí, a continuación cede un poco más al atravesar 2 veces - antes y después del rebote - la triple pared. Por último, la onda reflejada, que se encuentra ahora propagándose perpendicularmente a los paneles, se ve obligada a atravesar varios de estos paneles antes de conseguir "volver" a la sala prácticamente sin energía.
En segundo lugar el doble recorrido del frente de ondas sobre los paneles duplica la profundidad efectiva de los mismos con lo que se consigue que la absorción resistiva se pueda producir a frecuencias bastante bajas.
En definitiva el sistema emplea todos los sistemas disponibles para disipar la energía acústica posible. Evidentemente, si lo consigue para bajas frecuencias por medios básicamente disipativos, también lo hará para el resto de frecuencias.
Para los precursores del concepto Non-Environment el sistema presenta bastantes ventajas. La escucha es más consistente entre diversos estudios (en el sentido de que la misma grabación suena aproximadamente igual con independencia del estudio) y los graves son más "potentes" que los de grabaciones realizadas en estudios menos absorbentes, ya que en éstos últimos existe exceso de energía acústica en bajas frecuencias que el ingeniero de sonido tiende a contrarrestar mediante ecualización. Además, los controles diseñados con este sistema son mucho más tolerantes respecto a su forma geométrica, detalle que se debe cuidar sobremanera si emplean técnicas LEDE mejoradas.
Según los autores, el sistema puede funcionar en salas de control entre 40 m3 y 1000 m3.
LEDE-mejoradas.
El concepto LEDE (LIVE END - DEAD END) fue desarrollado por Don Davis y Chips Davis -que aunque comparten apellidos no tienen vínculos familiares- hacia 1978. La idea básica consiste en evitar que la llegada de reflexiones con excesivo nivel produzca el típico efecto de filtrado en peine (comb-filter) que se genera cuando a una señal se le suma la réplica suya retardada, con la consiguiente alteración de la respuesta frecuencial. Desde un punto de vista temporal, imaginemos que estamos grabando una voz solista en nuestra sala de grabación y que a cierta distancia de ésta hay una superficie reflectante. El sonido de la voz rebotará en esta superficie y regresará al micrófono con un pequeño retardo de tiempo y con un nivel inferior. Si en la sala de control tenemos alguna superficie reflectante a una distancia más cercana que la del estudio al micro, ésta nos producirá una reflexión con un retardo inferior. Así pues, si ésta última es suficientemente fuerte, nos va a enmascarar la reflexión del estudio, con lo que no estaremos oyendo la acústica del estudio sino la del control y por lo tanto tomando decisiones erróneas a la hora de ecualizar, mezclar, etc...
Inicialmente la solución más simple para evitar estas reflexiones enmascaradas en la sala de control, fue hacer la parte frontal del control muy absorbente (Dead end), de tal forma que no hubieran reflexiones enmascaradas (Figura 2). La parte trasera de la sala se hace lo más difusora posible para poder crear un tiempo de retardo inicial (ITD) de unos 20ms., que es la condición descubierta por L. Beranek para tener la sensación acústica de sala grande en una sala de dimensiones reducidas.
A mediados de los 80 Peter D' Antonio y John H. Konnert, mejoran el concepto LEDE al aplicar los avances realizados por M.R. Schröder en materia de difusión y prescindir del frontal absorbente gracias a su concepto de zona sin reflexiones (RFZ). La anulación de primeras reflexiones se consigue ahora dando al frontal de la sala de control una forma geométrica tal que las posibles primeras reflexiones son enviadas directamente hacia la pared trasera, donde son "troceadas" por los difusores acústicos de alta eficiencia ideados por Schröder (Figura 3 y Figura 4).
El control de las primeras reflexiones mediante el modelado de las superficies frontales, se realiza con paneles relativamente ligeros (madera o yeso) que forman una estructura interna dentro de una habitación mayor (normalmente paralelepípeda) que la contiene. Para el estudio del comportamiento en baja frecuencia, la estructura interna se considera inexistente y se aplican las leyes de acústica ondulatoria al recinto externo (se presupone que el recinto envolvente es de paredes suficientemente sólidas).
Para un correcto funcionamiento del sistema, el ITD de los monitores de la sala de control en la posición del operador debe ser, por lo menos, 3ms. mayor que el ITD de la sala de grabación asociada. Asimismo el nivel sonoro durante el tiempo de eliminación de primeras reflexiones, debe ser inferior a -20dB respecto del sonido directo (Figura 5).
Si se cumplen todas estas condiciones tendremos una sala de control que en régimen transitorio se comporta prácticamente como una sala anecóica y que en régimen estacionario se comporta como una sala mayor que su tamaño real. En consecuencia, tendremos una sala de control que nos permitirá "oír" la acústica de la sala de grabación y que nos dará una agradable sensación de amplitud e intimidad a pesar de sus reducidas dimensiones.
Comentarios.
El sistema Non-Environment ha sido bastante criticado por su empirismo y poca base científica. Desde mi punto de vista, aunque la escucha sea más homogénea entre distintos estudios, lo cierto es que el resultado final de las grabaciones se suele escuchar en salas de estar domésticas pequeñas y poco absorbentes. En estas condiciones, el nivel de bajas frecuencias tiene que resultar excesivo, ya que la grabación se supervisó en condiciones prácticamente anecóicas mientras que la escucha se está realizando, para bajas frecuencias, en compresión (dimensiones del recinto inferiores a las longitudes de onda de las bajas frecuencias).
Otro inconveniente del sistema Non-Environment es el efecto negativo de la interferencia de dos fuentes cuando emiten la misma señal. En las condiciones prácticamente anecóicas de un control realizado con este sistema y con los dos altavoces emitiendo un mismo tono, el nivel de escucha dependerá de la ubicación del oyente, ya que las sucesivas interferencias constructivas y destructivas de las señales provenientes de los altavoces generan un patrón que varía en función de la posición. Este defecto se ve minimizado en una sala de control tipo LEDE gracias al empleo de difusores que tienden a homogeneizar el campo acústico.
Por todo lo anterior, y teniendo también en cuenta que el sistema Non-Environment consume mucho volumen disponible en la colocación de cantidades ingentes de absorbente, soy de la opinión que el sistema LEDE-mejorado es la mejor opción disponible actualmente para el diseño de salas de control con alta calidad de escucha.
El estudio de grabación propuesto.
Gemecs es una pequeña discográfica independiente que basa su filosofía de empresa en condensar las diversas etapas de la producción y distribución discográfica en una única empresa. La mayoría de sus producciones son de grupos étnicos o de pequeñas bandas de jazz que utilizan fundamentalmente instrumentos acústicos. Para atender sus necesidades de grabación musical se disponía de un pequeño estudio semiprofesional construido artesanalmente y que empezaba a resultar insuficiente para poder dar una calidad competitiva a sus grabaciones. En otro orden de cosas, el estudio es también -en cierto sentido- la imagen de marca de la empresa, así que existe un doble motivo para mejorar la infraestructura.
Requerimientos del cliente.
El espacio disponible para la instalación del estudio es parte de una planta baja en un edificio residencial compuesto por tres plantas. En el sótano hay un antiguo un taller de mecanizados metálicos en desuso y la primera planta es una vivienda habitada. A ambos lados del edificio existen sendos edificios residenciales (Foto 1 y Foto 2).
En estas condiciones del entorno resulta evidente que el aislamiento del estudio deberá ser cuidado al máximo ya que los niveles de presión sonora en condiciones de trabajo podrían molestar al vecindario. En sentido contrario, la posible inmisión de ruido en el estudio será la debida al tráfico rodado de las calles vecinas que, aún siendo de baja densidad de tráfico, suponen la principal fuente externa de ruido
Optimización de la superficie disponible.
El espacio disponible para la infraestructura del estudio es relativamente pequeño por lo que se deberá priorizar la optimización de la superficie disponible (Figura 6).
La sala dispone de un gran ventanal que da a la fachada trasera, orientación sureste, y de un pequeño cuarto de aseo. La ubicación de estos elementos inamovibles, junto con los condicionamientos acústicos, deberá también ser tenida en cuenta para la distribución de espacios.
El cliente considera necesario maximizar el área dedicada a la interpretación musical (estudio) frente a la dedicada al control y grabación, ya que suele grabar grupos de jazz cuyos miembros no pueden tocar aisladamente pues perderían naturalidad.
También se deberá tener en cuenta el aprovechamiento de la luz natural que entra por el ventanal.
Aislamiento acústico.
Dada la ubicación en una zona residencial y la necesidad del cliente de poder trabajar eventualmente las 24 horas sin interrupción, se precisará un aislamiento respecto de los edificios colindantes mayor del exigido por la NBE-CA88. Así pues, a los 45dBA exigidos para paredes medianeras entre edificios (que se presuponen) habrá que añadirle como mínimo un "extra" de unos 35dBA para compensar un nivel medio, durante los periodos de trabajo, de aproximadamente 80dBA. Con esto se garantiza que picos de nivel de hasta 110dBA queden "sumergidos" en el ruido de fondo de las estancias de los edificios contiguos (110dBA - 80dBA = 30dBA que es el nivel Leq. máximo de inmisión recomendado en dormitorios durante la noche y un nivel enmascarable por el ruido de fondo propio de la estancia afectada, máxime si se considera que sólo se produce ocasionalmente).
Desde el punto de vista inverso -aislamiento respecto del ruido exterior- se intentará superar un índice de valoración de ruido NC-20 (Figura 7), que equivale aproximadamente a un ruido de fondo máximo de unos 30dBA. Aunque hay autores que consideran un NC-15 como el índice más apropiado para un estudio de grabación, el índice NC-20 es el que se puede considerar más equilibrado entre calidad de silencio y coste constructivo. Como la principal fuente externa de ruido es el ruido de tráfico -aunque en calles de un único carril, sin tráfico pesado y con velocidades muy reducidas- se cuidará especialmente el aislamiento del ventanal que da al exterior en función de la distribución de espacios adoptada.
Acondicionamiento acústico.
Como ya se ha indicado anteriormente se diseñará una sala de control tipo LEDE-mejorado con las características acústicas propias para este tipo de salas. La sala de grabación, que debe ser bastante polivalente, se dotará de un sencillo sistema de acústica variable a base de módulos con características acústicas específicas que se podrán reubicar según las necesidades de cada grabación.
Iluminación.
El cliente desea aprovechar en lo posible la luz natural que entra por el ventanal de la fachada trasera. En cuanto a la iluminación artificial, se desea poder disponer de regulación de intensidad y de control zonal -a ser posible remoto- para lograr un ambiente apropiado para la creación artística. Desde el punto de vista técnico se procurará buscar el sistema que ofrezca mínimo nivel de ruido tanto acústico como eléctrico. También se dispondrá de un sistema de iluminación de servicio (para operaciones de limpieza y mantenimiento), así como un sistema de iluminación de emergencia.
Reutilización del equipo preexistente.
En el local en cuestión ya funcionaba un estudio doméstico, que se ha derribado por completo, con un equipo técnico bastante extenso que se aprovechará en su mayoría.
El equipo está compuesto por los siguientes componentes (Tabla 1):
EQUIPO
MARCA/MODELO
COMENTARIO
Mesa de mezclas
TAC Matchless (In Line) 24
Se mantiene
Magnetófono 16 pistas
TASCAM ATR-60
Se sustituye por ADAT FOSTEX RD8
Magnetófono 2 pistas
REVOX A-700
Se mantiene
DAT
TASCAM DA 30
Se mantiene
Magnetófono Cassette
NAKAMICHI BX 125-E
Se mantiene
Monitorado
TANNOY SGM-3000
Se substituye por DYNAUDIO M3
Monitorado (Near Fields)
YAMAHA NS-10
Se substituye por DYNAUDIO BM 5
Multiefectos
LEXICON PCM-70
Se mantiene
Multiefectos
LEXICON LXP-5
Se mantiene
Multiefectos
YAMAHA-SPX 1000
Se mantiene
Multiefectos
ZOOM 9010
Se mantiene
Multiefectos
YAMAHA-EMP 100
Se mantiene
Multiefectos
ALESIS Quadraverb
Se mantiene
Excitador aural
APHEX
Se substituye por un BHERINGER
Compresor-limitador
YAMAHA
Se substituye por un DRAWMER 251
Compresor-limitador
DRAWMER 1960
Se mantiene
Ordenador
ATARI
Con software de secuenciación MIDI y síntesis sonora.
Teclado
ROLAND E70
Se mantiene
Teclado
KORG-M1
Se mantiene
Samplers (2)
YAMAHA TX 16W
Se mantiene
Módulo de sonidos
ROLAND U110
Se mantiene
Patch-bay MIDI
DMC-MX-8
Se substituye por una matriz MIDI
Microfonía surtida
Shure, Neumann, AKG...
Se mantiene y amplía
Accesorios
Auriculares, adaptadores...
Se mantienen y amplían
Tabla 1
Otros requerimientos.
Se procurará tener en cuenta criterios ergonómicos en la ubicación de equipos de uso intensivo, para lo cual se diseñará todo el mobiliario que deberá contener el equipo técnico.
Se instalará un sistema de climatización por intercambio de fluido ya que es barato y relativamente silencioso. El estudio se dotará además de un sistema de ventilación forzada para garantizar la renovación adecuada de aire en cualquier condición de aforo.
Se insiste en el máximo aprovechamiento de la superficie disponible como condición prioritaria.
Soluciones propuestas.
Después de diversas aproximaciones iniciales, analizados los pros y los contras de cada solución, y tras varios intercambios de ideas con el cliente, se llega a las soluciones que se detallan a continuación.
Diseño.
Puertas.
Las puertas, como las ventanas, son puntos críticos en el aislamiento acústico. Para poder mantener un elevado aislamiento entre el control y el estudio, el paso de uno a otro se diseñó a través del hall de entrada que también hace de sala de aislamiento y de distribuidor. De esta forma hay dos puertas acústicas para mantener el aislamiento.
La puerta del control y la del estudio (Foto 36 y Foto 37) son del modelo RS1 de Acústica Integral y tienen un aislamiento superior a 45dB a 1KHz., lo que nos da un aislamiento teórico superior a 90dB a esa frecuencia entre el control y el estudio a esa frecuencia. Evidentemente el aislamiento se reduce conforme se baja en frecuencia, pero se puede mantener un aislamiento superior a 60dB (30dB+30dB) a 125Hz.
Las puertas de las salas auxiliares son un poco menos exigentes, 40dB a 1KHz para el modelo RS3, y disponen de un sistema de pestillo de cierre rápido (Foto 38).
Todas las puertas, a excepción de la puerta de la sala técnica, disponen de un visor acústico circular. Hay que destacar también que las puertas quedan completamente encajadas en huecos de la construcción una vez abiertas (Figura 8).
Ventanas y visores.
Los acristalamientos son el punto más crítico en el aislamiento por lo que se ha tenido especial cuidado con los detalles de construcción.
Los visores acústicos entre control y estudio se han realizado a medida con marcos de madera y cristales gruesos de diferentes calibres (Tabla 2). El visor lateral tiene un triple acristalamiento en correspondencia con el sistema constructivo, pared central y dos trasdosados. El visor central es cuádruple ya que el puente de monitorado dispone de dos acristalamientos, sin embargo debe considerarse, desde el punto de vista acústico, como un triple acristalamiento ya que el puente de monitorado es un bloque único.
El cristal más grueso (15mm.) se ha colocado siempre en la pared separadora de obra, mientras que los menos gruesos se han colocado en los trasdosados de Pladur (8mm. en el lado del estudio y 10mm. en el control). El aislamiento mínimo queda pues configurado con un triple acristalamiento de 8-10-15mm. con dos cámaras de aire intermedias de unos 10cm. lo que nos da un aislamiento teórico superior a 50dB a 500Hz (según M. Rettinger).
De hecho, las pruebas de aislamiento realizadas posteriormente dieron un (magnífico) aislamiento entre control y estudio superior a 70dBA . El ruido de fondo medido tanto en el control como en el estudio fue de 29,7dBA , con lo que se cumple el objetivo en cuanto al criterio de ruido NC20 propuesto.
El ventanal del estudio se realiza mediante dos dobles acristalamientos (tipo Climalit). El exterior, correspondiente a la pared del edificio, es de 10+15mm. y el interior, correspondiente al trasdosado de Pladur, es de 8+10mm. En la Foto 39 se puede ver el espacio de la cámara de aire entre los acristalamientos. El trozo de Pladur que hace de marco tapajuntas está puesto de forma que no hace contacto con una de las paredes para evitar puentes acústicos. Sobre éste se cubre con absorbente tipo Acusticell de Acústica Integral (Foto 40) con lo que se minimizan los posibles modos axiales y se mejora el aislamiento al reducir la presión sonora en la cavidad.
Puente de monitorado.
El bloque de obra vista que soporta los altavoces (Figura 19) se ha construido flotante sobre paneles Acustilastic de fibra de vidrio compactada (Foto 41) y la separación con la pared de obra se ha rellenado con paneles de fibra de vidrio tipo Mupan de Isover (Foto 43). El bloque completo, con acristalamientos y altavoces incluidos, pesa unos 3750Kg. y reposa sobre una superficie de 2,3m2. con lo que la frecuencia de resonancia del sistema está entorno a los 5Hz. Dado el peso del conjunto se han reforzado las vigas del forjado inferior para mayor seguridad.
La base de la obra se ha construido siguiendo el mismo esquema que en los suelos, es decir, dos capas de madera DM con sándwich de LA10 sobre la fibra de vidrio amortiguarte Acustilastic, que aquí se ha compactado al máximo (Foto 44).
Empotrados en la obra se han colocado tubos de PVC para facilitar el paso de cables hacia los altavoces (Foto 45 y Foto 46).
El marco del acristalamiento correspondiente al estudio se ha inclinado ligeramente para evitar la formación de un modo axial entre los cristales. Las paredes interiores del visor se han rellenado, al igual que en el resto de acristalamientos, con absorbente acústico Acusticell.
Diseño de los difusores de residuo cuadrático (QRD).
La pared trasera del estudio, a excepción de los extremos, esta formada por 6 QRDs (Foto 48). La parte inferior de la pared forma un QRD de frecuencias medias-bajas (LFD) que integra en su propia estructura un rack para equipos auxiliares y un armario. La parte superior esta constituida por un QRD central para frecuencias medias y cuatro laterales simétricos 2 a 2 para frecuencias altas (Foto 17 y Foto 18). En la Foto 47 pueden verse los difusores en el suelo del estudio antes de su montaje.
Para el diseño de los difusores se siguió el sistema descrito por Peter D'Antonio (Journal of the Audio Engineering Society JAES, Vol. 32, nº 4, de abril de 1984).
QRD 11.
El LFD es de módulo 11, la profundidad es de 50cm. y el ancho de cada rendija es de 25cm. Con esto, la frecuencia máxima de funcionamiento es de 688Hz. y la mínima de 344Hz.
La serie numérica es :
0
1
4
9
5
3
3
5
9
4
1
0
QRD 41.
El QRD central es de módulo 41, la profundidad es de 40cm. y el ancho de cada rendija es de 4cm. Con esto, la frecuencia máxima de funcionamiento es de 4300Hz. y la mínima de 430Hz.
La primera mitad de la serie numérica es:
0
1
4
9
16
25
36
8
23
40
18
39
21
5
32
20
10
2
37
33
31
(Como la serie es simétrica la segunda mitad es la misma pero con el orden invertido).
QRD 19.
Los dos QRDs adyacentes al central son de módulo 19, la profundidad es de 34cm. y el ancho de cada rendija es de 3cm. Con esto, la frecuencia máxima de funcionamiento es de 5733Hz. y la mínima de 506Hz.
La primera mitad de la serie numérica es:
0
1
4
9
16
6
17
11
7
5
QRD 31.
Los dos QRDs de los extremos son de módulo 31, la profundidad es de 28cm. y el ancho de cada rendija de 2cm. Con esto, la frecuencia máxima de funcionamiento es de 8600Hz. y la mínima de 1228Hz..
La primera mitad de la serie numérica es:
0
1
4
9
16
25
5
18
2
19
7
28
20
14
10
8
Conclusión.
Posteriormente a la finalización del proyecto, el estudio ha actualizado algunos equipos, siendo de destacar la sustitución de la mesa de mezclas analógica por una digital. Además de las mejoras consiguientes, esto permite enlazar con los multipistas por medio de fibra óptica reduciendo el cableado y mejorando la calidad del sistema.
En la Foto 49 puede verse el control una vez finalizado y en la Foto 50 el mismo tras la actualización.
Todos los trabajos fueron realizados por empresas o industriales locales que, debidamente supervisados, realizaron un trabajo excelente. La principal tarea de supervisión consistió en evitar por todos los medios que se produjeran puentes acústicos en alguna de las fases de construcción, lo que hubiera causado problemas de difícil o muy costosa solución.
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