Las trampas de graves son absorbentes de energía acústica que están diseñados para amortiguar la energía del sonido de baja frecuencia con el objetivo de lograr una respuesta de la sala de baja frecuencia (LF) más plana al reducir las resonancias de LF en las habitaciones. Se utilizan comúnmente en estudios de grabación , salas de masterización , cines en casa y otras salas construidas para proporcionar un entorno de escucha crítico. Como todos los dispositivos acústicamente absorbentes, funcionan convirtiendo la energía sonora en calor mediante la fricción.
Generalmente existen dos tipos de trampas de graves: absorbentes resonantes y absorbentes porosos. Los absorbentes resonantes se dividen a su vez en absorbentes de panel y resonadores de Helmholtz. [1]
Ambos tipos son efectivos, pero mientras que un absorbente resonante necesita ser sintonizado mecánicamente para resonar en sintonía con las frecuencias que se absorben, un absorbente poroso no resuena y no necesita ser sintonizado.
Los absorbentes porosos tienden a ser más pequeños y son más fáciles de diseñar y construir, además de ser menos costosos en general que los absorbentes resonantes. Sin embargo, la atenuación de graves profundos de un absorbente poroso es generalmente inferior, por lo que su utilidad para atenuar resonancias de sala de frecuencias más bajas es más limitada.
Los absorbentes resonantes tienden a absorber un espectro más estrecho y los absorbentes porosos tienden a absorber un espectro más amplio. El espectro de ambos tipos puede reducirse o ampliarse mediante diseño, pero la diferencia generalizada en ancho de banda y capacidad de sintonización domina su rendimiento respectivo.
Ejemplos de trampas de graves de tipo resonante incluyen un contenedor rígido con uno o más ojos de buey o ranuras (es decir, resonador de Helmholtz ), o un contenedor rígido con un diafragma flexible (es decir, un absorbente de membrana). La trampa de graves de tipo resonante consigue la absorción del sonido mediante la vibración simpática de algún elemento libre del dispositivo con el volumen de aire de la habitación.
Los absorbentes resonantes varían en construcción, con un tipo de absorbente de membrana que utiliza una lámina de madera elástica que se adhiere al gabinete solo a lo largo de los bordes/esquinas, y otro que usa una lámina más flexible de material delgado estirado como un parche de tambor. Un resonador Helmholtz puede tener un puerto sintonizado a una sola frecuencia, o varios puertos sintonizados a una sola o múltiples frecuencias, con un puerto redondo, un puerto ranurado o incluso una construcción perforada. Los absorbentes resonantes a menudo incorporan absorción porosa internamente para reducir simultáneamente la frecuencia de resonancia y ampliar el espectro de absorción.
Los absorbentes porosos suelen estar hechos de fibra de vidrio , lana mineral o espuma de células abiertas que resiste el paso de las moléculas de aire a través del espacio intersticial. [2] Los absorbentes porosos a menudo incorporan una lámina o papel para reflejar frecuencias superiores a 500 Hz. El revestimiento también mejora la absorción de graves bajos al traducir la compresión física del aire en el revestimiento en compresión física de las fibras que están en contacto con el revestimiento y al mismo tiempo mantiene la pérdida resistiva de aire a medida que el revestimiento lo impulsa a través de la mayor parte de la fibra. .
Las trampas de graves resonantes absorberán el sonido con alta eficiencia en su frecuencia fundamental de resonancia. Como tal, es útil conocer las frecuencias de resonancias que requieren amortiguación antes de diseñar y construir una trampa de graves resonante. Esto se puede lograr calculando los modos de la habitación o midiendo directamente la habitación misma.
Los absorbentes resonantes pueden ampliarse en el rango de frecuencia de eficacia hasta cierto punto introduciendo material absorbente poroso en el interior del recipiente, restringiendo las vibraciones del panel o membrana, o instalando una serie de dispositivos resonantes, cada uno de ellos sintonizado a una frecuencia adyacente. rangos para que colectivamente el conjunto funcione en una gama más amplia de sonidos. Estos dispositivos pueden ser enormemente eficaces en su rango sintonizado, pero pueden ocupar una gran cantidad de espacio, especialmente cuando se instalan en conjuntos, y por lo tanto a veces no son una solución práctica.
Se puede construir un panel resonador simple para colgarlo en una pared construyendo un marco de madera, agregando varios centímetros de lana mineral en el interior y colocando una lámina de madera contrachapada sobre la parte superior unida solo en los bordes. Se debe dejar un pequeño espacio entre el panel y el aislamiento acústico para que el panel pueda resonar libremente. La resonancia del panel se puede mejorar reduciendo el punto de conexión entre el panel y el marco mediante un material espaciador estrecho, como un bucle de alambre o varilla de soldar, que se pasa a lo largo del borde del marco de modo que el panel quede apoyado sobre un borde delgado. Las resonancias aproximadas de los paneles de madera contrachapada de hoja completa [4' × 8'] cuando se montan en un marco de 1"×4" y 3,5" de profundidad son:
Otras trampas de graves resonantes comunes son formas del resonador de Helmholtz, como una caja de paredes rígidas con un orificio en un lado [un puerto] o una serie de listones montados sobre la cara como una caja de paredes rígidas que forman aberturas estrechas. en las grietas entre los miembros del listón.
Una trampa para graves generalmente comprende un núcleo de material húmedo absorbente, un marco y una cubierta por razones estéticas.
Dado que las resonancias de baja frecuencia en una habitación tienen sus puntos de presión máxima o mínima en las esquinas de la habitación, las trampas de graves resonantes montadas en estas posiciones serán las más eficientes, [3] mientras que las trampas porosas son más eficientes en los puntos de alta concentración de partículas. velocidad como 1/4 de la longitud de onda deseada lejos de la pared. [4] Las trampas de graves se utilizan normalmente para atenuar las resonancias modales y, por lo tanto, la ubicación exacta depende del modo de sala al que se intenta apuntar. Las trampas para graves generalmente combinan mecanismos estructurales que pueden funcionar en ambas posiciones de alta velocidad de partículas/baja presión (fibra de vidrio gruesa) y alta presión/baja velocidad de partículas (membranas).
Los absorbentes de trampas de graves porosos deben ser muy gruesos para ser efectivos en frecuencias más bajas, por lo que tienden a ubicarse como cuñas diagonales en las esquinas o como una masa rectangular gruesa detrás de paredes falsas donde no estorban y es menos probable que interrumpan las frecuencias más altas. o función de la habitación. El espacio de aire detrás de un panel absorbente poroso, por ejemplo, a horcajadas sobre una esquina, también ayuda a garantizar que sobresalga más en la habitación donde hay más velocidad del aire, mejorando su absorción basada en la velocidad y extendiendo su ancho de banda al tiempo que induce cierta ondulación en su espectro de absorción. Los absorbentes de trampas de graves resonantes deben tener una presión máxima y tienden a ser más delgados, por lo que se colocan de manera más conveniente y efectiva contra una pared en una esquina donde la presión es máxima, en lugar de estar a horcajadas en una esquina donde hay más velocidad.
La práctica estándar es investigar la aplicabilidad de los absorbentes de trampa de graves porosos antes de investigar los absorbentes de trampa de graves resonantes o hibridados. Los métodos complementarios para usar en combinación con la absorción porosa incluyen la construcción de paredes/techos con paneles de yeso/montantes y rellenos con aislamiento como una forma de captura de graves resonantes altamente amortiguados utilizando el propio panel de yeso como membrana. La combinación de límites de sala resonantes inherentemente con pérdida y absorción de trampa de graves porosa recubierta de papel o aluminio en lo profundo de los tricornios (donde se unen los tres límites de la sala) suele ser suficiente para lograr una respuesta de graves aceptable incluso en salas de escucha con resonancias algo problemáticas.
Ajustar la posición de escucha dentro de los límites de la habitación y elevar los asientos con un elevador lleno de absorción porosa es un método más que puede mejorar la respuesta de los graves sin recurrir a la captura de graves resonantes y, al mismo tiempo, mejorar la visibilidad de la pantalla del cine en casa.
Las salas de escucha pequeñas sufren una escasez de resonancias de baja frecuencia con espacios entre ellas, por lo que otro método complementario es agregar un subwoofer para impulsar las resonancias de la sala desde una ubicación física óptima que minimice la ondulación en la respuesta de frecuencia en la posición de escucha. Otro método complementario más es dividir una asignación de subwoofer existente en varios subwoofers más pequeños en ubicaciones espacialmente separadas que aumentan los grados de libertad disponibles para sintonizar la respuesta. Varios subwoofers también tienden a suavizar la respuesta de graves en un área de escucha más grande y, a menudo, son más fáciles de colocar para obtener una buena respuesta de graves que un solo subwoofer más grande (o ningún subwoofer).
Si la respuesta es algo uniforme en todas las posiciones de escucha utilizando estos métodos, se puede utilizar la ecualización para dar forma a la respuesta de graves al objetivo deseado y suavizar aún más cualquier ondulación restante.
Generalmente se prefiere alguna combinación de absorción porosa con estos métodos complementarios por su simplicidad, asequibilidad y conveniencia, pero las trampas de graves resonantes son más efectivas para absorber resonancias fuertes de la sala donde los métodos complementarios antes mencionados son inadecuados o poco prácticos, particularmente cuando la geometría de la sala causa resonancias problemáticas de banda estrecha que afectan los graves y la composición de los límites de la sala es altamente reflectante en lugar de tener pérdidas acústicas.