Conceptos Esenciales de Acústica y Cableado en Ingeniería de Sonido

Fundamentos de Acústica y Propagación del Sonido

Longitud de Onda (λ)

La longitud de onda de una onda describe cuán larga es dicha onda, es decir, la distancia que hay entre dos puntos idénticos consecutivos (como dos valles o dos crestas seguidas).

La relación fundamental es: λ = v / f

Donde:

• λ es la longitud de onda (metros).
• v es la velocidad de propagación (metros por segundo).
• f es la frecuencia (Hertz).

Para la luz y otras ondas electromagnéticas que viajan en el vacío, la velocidad v es de 299.792.458 m/s, que es la velocidad de la luz. Para las ondas de sonido que se desplazan por el aire, v es aproximadamente 343 m/s, lo cual depende de la temperatura ambiente.

Reverberación y Eco

Cuando se transmite un sonido en un espacio cerrado, este se propaga en todas direcciones. Una parte de la energía sonora se dirige directamente al oyente, mientras que otra parte se refleja en el techo y las paredes. Dependiendo del material de la superficie, el sonido será reflejado o absorbido.

Nuestro oído recibe por un lado el sonido directo y, casi instantáneamente, el sonido reflejado. La reverberación es la persistencia del sonido en un recinto después de que la fuente original ha cesado, causada por múltiples reflexiones. Si el tiempo de reverberación es excesivo, puede dificultar la inteligibilidad del mensaje.

Cuando el oído recibe un sonido directo y su reflexión con una diferencia de tiempo superior a 50 ms (milisegundos), se interpretan como dos sonidos distintos. Este fenómeno se denomina eco.

Resonancia Acústica

La resonancia es el fenómeno por el cual un cuerpo entra en vibración ante la proximidad de la producción de un sonido de frecuencia igual a su frecuencia natural de vibración.

Si comparamos el sonido de una guitarra eléctrica sin amplificador y una guitarra acústica, la diferencia en volumen es notable. Esto se debe al fenómeno de resonancia que se produce en el cajón de la guitarra acústica, haciendo que las cuerdas sigan vibrando durante más tiempo y que el sonido se perciba con mayor amplitud.

En locales pequeños, estos pueden funcionar como si fuesen cajas de resonancia, a menudo amplificando o acumulando energía en las frecuencias graves. Esta acumulación puede descompensar el sonido, haciendo que las frecuencias graves dominen y anulen las demás, lo que reduce la inteligibilidad del mensaje.

Para mitigar este problema, se recurre a dos soluciones principales:

1. Instalar en el local elementos que absorban esas frecuencias problemáticas (tratamiento acústico).
2. Utilizar ecualizadores que permitan atenuar o eliminar dichas frecuencias específicas.

Cableado y Conectores en Sistemas de Audio Profesional

La conexión de una mesa de mezclas y otros equipos se realiza a través de cables que transmiten la señal de un punto a otro.

Tipos de Cables

Cables de Altavoz o Potencia

Utilizan 2 conductores, identificados generalmente por sus colores como positivo (rojo, +) y negativo (negro, -). Están diseñados para transportar alta corriente y potencia.

Cables de Señal No Balanceados

Consisten en un conductor central (positivo o señal) con aislante, rodeado de una malla o apantallamiento que actúa como conductor de retorno (negativo o tierra). Este diseño es susceptible a la captación de ruido e interferencias electromagnéticas, especialmente en tiradas largas.

Cables de Señal para Líneas Balanceadas

Están compuestos por dos conductores aislados (positivo y negativo), rodeados por una malla de apantallamiento (tierra). Con este sistema se consigue un mayor rendimiento, ya que la malla se utiliza exclusivamente para captar ruidos e interferencias, impidiendo que se mezclen con la señal útil (gracias al rechazo de modo común).

Nota: Cuando se requiere conectar un cable balanceado a una entrada no balanceada, se debe unir el conductor negativo con la malla (tierra).

Mangueras Multipar

Consisten en una manguera que contiene en su interior un número determinado de cables, generalmente balanceados. Se utilizan para unir las señales de entrada y salida de la mesa de mezclas con las conexiones del escenario. Sus extremos suelen terminar en conectores de diferentes tipos (cajas de escenario o stage boxes).

Conectores Comunes

Los conectores son los elementos de unión entre los cables y los aparatos electrónicos.

RCA

Conector de dos contactos (punta y anillo). Se utiliza ampliamente en equipos de sonido domésticos y en conexiones de línea no balanceadas. Existen versiones macho y hembra.

JACK (TS/TRS)

Se fabrican en distintos tamaños, siendo los más utilizados el de ¼ de pulgada (6.35 mm) y el de 1/8 de pulgada (3.5 mm), conocido como minijack.

• Jack Mono (TS - Tip/Sleeve): De dos contactos (punta y cuerpo). Utilizado para señales no balanceadas.
• Jack Estéreo (TRS - Tip/Ring/Sleeve): De tres contactos (punta, anillo y cuerpo). Utilizado para señales estéreo o para líneas balanceadas.

Conector XLR (Canon)

Es el conector más usado en el audio profesional, especialmente para micrófonos y líneas balanceadas. Tiene tres puntos de contacto y se fabrica en versiones macho o hembra. Sus conexiones estándar son:

1. Pin 1: Tierra (Malla)
2. Pin 2: Positivo (Caliente)
3. Pin 3: Negativo (Frío)