Los modos de sala son el conjunto de resonancias que existen en una sala cuando ésta es excitada por una fuente acústica como un altavoz. La mayoría de las salas tienen sus resonancias fundamentales en la región de 20 Hz a 200 Hz, estando cada frecuencia relacionada con una o más de las dimensiones de la sala o un divisor de las mismas. Estas resonancias afectan la respuesta de frecuencias bajas y medias de un sistema de sonido en la habitación y son uno de los mayores obstáculos para una reproducción precisa del sonido.
La entrada de energía acústica a la habitación en frecuencias modales y múltiplos de las mismas provoca ondas estacionarias. Los nodos y antinodos de estas ondas estacionarias dan como resultado que el volumen de la frecuencia de resonancia particular sea diferente en diferentes lugares de la habitación. Estas ondas estacionarias pueden considerarse un almacenamiento temporal de energía acústica, ya que tardan un tiempo finito en formarse y un tiempo finito en disiparse una vez que se ha eliminado la fuente de energía sonora.
Una habitación con superficies generalmente duras exhibirá resonancias de alta calidad y afinadas. Se puede agregar material absorbente a la habitación para amortiguar dichas resonancias, que funcionan disipando más rápidamente la energía acústica almacenada.
Para que sea eficaz, una capa de material absorbente poroso debe tener un espesor del orden de un cuarto de longitud de onda si se coloca sobre una pared, lo que a bajas frecuencias con sus largas longitudes de onda requiere absorbentes muy gruesos. La absorción se produce mediante la fricción del movimiento del aire contra las fibras individuales, con la energía cinética convertida en calor, por lo que el material debe tener la "densidad" justa en términos de empaquetamiento de fibras. Demasiado flojo y el sonido pasará, pero demasiado firme y se producirá reflexión. Técnicamente es una cuestión de adaptación de impedancia entre el movimiento del aire y las fibras individuales. La fibra de vidrio, tal como se utiliza para el aislamiento térmico , es muy eficaz, pero debe ser muy gruesa (quizás de cuatro a seis pulgadas) para que el resultado no sea una habitación que suene anormalmente "muerta" en las altas frecuencias pero que siga siendo "retumbante" en las altas frecuencias. frecuencias más bajas, de modo que proporciona absorción en una amplia gama de frecuencias. Las cortinas y alfombras sólo son efectivas en frecuencias altas (digamos 5 kHz y superiores).
Como regla general, el sonido viaja a un pie por milisegundo (344 m/s), por lo que la longitud de onda de las notas a 1 kHz es aproximadamente un pie (344 mm) y a 10 kHz aproximadamente una pulgada (34 mm). Incluso seis pulgadas de fibra de vidrio tienen poco efecto a 100 Hz, donde un cuarto de longitud de onda es superior a 2 pies (860 mm), por lo que agregar material absorbente prácticamente no tiene ningún efecto en la región de graves más bajos en la región de 20 a 50 Hz, aunque sí. puede lograr una gran mejora en la región de graves superiores por encima de 100 Hz.
Las aberturas abiertas, los cilindros de dispersión (de gran diámetro y generalmente a la altura de las paredes), los paneles colocados y dimensionados cuidadosamente y las formas irregulares de las habitaciones son otra forma de absorber energía o romper los modos resonantes. En el caso de la absorción, como ocurre con las grandes cuñas de espuma que se ven en las cámaras anecoicas , la pérdida se produce en última instancia a través de la turbulencia, cuando las moléculas de aire en colisión convierten parte de su energía cinética en calor. Se han utilizado paneles amortiguados, que normalmente consisten en láminas de tableros duros entre listones de fibra de vidrio, para absorber los graves, permitiendo el movimiento del panel de superficie y la absorción de energía por fricción con los listones de fibra.
Si se construye una habitación, es posible elegir dimensiones para las cuales sus resonancias sean menos audibles. [1] Esto se hace asegurándose de que las resonancias de varias salas no tengan frecuencias similares. Por ejemplo, una habitación cúbica exhibiría tres resonancias a la misma frecuencia.
La ecualización del sistema de sonido para compensar la respuesta de frecuencia desigual causada por las resonancias de la sala tiene un uso muy limitado ya que la ecualización sólo funciona para una posición de escucha específica y, de hecho, hará que la respuesta sea peor en otras posiciones de escucha. Además, los grandes refuerzos de graves mediante el ecualizador del sistema de sonido pueden reducir gravemente el espacio libre en el propio sistema de sonido. Algunos proveedores actualmente ofrecen equipos elaborados de sintonización de sala que requieren micrófonos de precisión, una extensa recopilación de datos y utiliza filtrado electrónico computarizado para implementar la compensación necesaria para los modos de la sala. Existe cierta controversia sobre el valor relativo de la mejora en las habitaciones ordinarias, dado el altísimo coste de estos sistemas. [ cita necesaria ]
Las salas muy grandes, como las salas de conciertos o los grandes estudios de televisión, tienen resonancias fundamentales que tienen una frecuencia mucho más baja que las salas pequeñas. Esto significa que es probable que las resonancias armónicas estrechamente espaciadas se encuentren en la región de baja frecuencia y, por lo tanto, la respuesta tiende a ser más uniforme.