Al diseñar un sistema de sonido, hay que recordar que es imposible dar a todo el público exactamente el mismo nivel de sonido y la cobertura que de toda la energía se centra sólo en la audiencia que se tiene a fin de evitar todas las superficies reflectantes. Esto es porque cada asiento varía en su distancia y el ángulo para el parlante, las fuentes de ruido tales como tratamiento de aire y superficies reflectantes también son importantes en la instalación de los parlantes. Dado que este es el caso, que se debe decidir sobre los compromisos generales dentro del ámbito de diversos parámetros. Por ejemplo, nos damos cuenta de que el nivel sonoro en los asientos más cercanos a los parlantes será, naturalmente, mayor que el nivel en los asientos más distantes. El compromiso es asegurar de que el nivel de sonido para los asientos más cercanos no sea demasiado alto y que el nivel para los asientos más distantes no sea demasiado bajo. Si nos encontramos con esos requisitos, sabemos que el nivel de sonido para los asientos que se encuentran en el medio será generalmente aceptable.
La acústica a menudo es muy difícil de afrontar en una instalación cerrada, ya que este tipo de instalaciones por lo general se construyen con superficies duras y reflectantes, como el hormigón, el acero y el vidrio, y tienen muy pocas superficies de absorción. Por lo tanto, un principio simple que nos puede guiar a través del proceso de diseño para cualquier lugar y debe siempre ser tomado en cuenta al colocar los parlantes: Siempre debemos procurar enfocar la energía de sonido tanto como sea posible en las personas y lo menos posible en las superficies reflectantes. Si se tratase de un evento donde la prioridad será la voz, como una sala de conferencias, antes de colocar al primer orador, debemos tener una idea de la cantidad de presión sonora que será necesaria en la primera fila de asientos más distante. Para establecer el SPL, hay que prestar atención a los siguientes tres puntos de información:
- La voz de una persona promedio es de unos 65 dB-SPL. Este nivel nos da un punto de partida, puesto que los oyentes consideran este nivel confortable en un entorno tranquilo. Lógicamente, este es el SPL mínimo deseado sólo en un entorno tranquilo; sin embargo, el nivel de sonido en muchas convenciones es por lo general entre 70 y 75 dB-SPL o un poco más alto, dependiendo de la cantidad de ruido ambiente.
- Necesitamos saber el nivel de ruido ambiental para el área que está siendo cubierta. Si es posible, el programa de audio debe ser de al menos 15 dB mayor que el ruido ambiental con el fin de proporcionar un adecuado volumen y sonido inteligible. También hay que considerar las cosas que podrían crear un aumento en el ruido durante un evento, tales como grandes cantidades de tráfico de peatones en una sala principal.
- El SPL no debe estar por encima de 85 dB para cualquier período sostenido de tiempo, cuando se trate de un evento de solo voz, como una reunión de conferenciantes, puesto que esto puede dañar la audición. La mayor parte de la audiencia comenzará a sentirse incómodo cuando se acerque el SPL a 80-82 dB-SPL.
Con estos tres factores en mente, estamos en condiciones de determinar que nuestro SPL tendrá que variar entre 65 y 85 dB-SPL, dependiendo del ruido ambiental.
Cálculo de perdida SPL
Dado que el sonido se disipa a una velocidad que podemos calcular, podemos determinar la cantidad de SPL que se perderá en cualquier distancia dada. Mantener en cuenta este factor, unos simples cálculos nos dará una muy buena idea de si una determinada disposición de los parlantes será suficiente para cubrir nuestra audiencia. Cuando se trata de la colocación de parlantes, hay dos tipos de pérdida que siempre deben tenerse en cuenta: (1) la pérdida por la distancia y (2) la pérdida fuera del eje. En los siguientes párrafos, vamos a definir con exactitud cuáles son y cómo calcularlos.
Pérdida por la distancia: Si tuviéramos que estar delante de un parlante y poco a poco empezamos a caminar en dirección opuesta a él, percibiríamos que cuanto más lejos caminamos, cuanto más disminuye el nivel de sonido. Esta disminución se debe a la pérdida por la distancia, y desde entonces se disipa el sonido a una velocidad constante, esta se puede calcular con precisión. Por ejemplo una persona de pie a 30,48 m de distancia de un parlante es capaz de escuchar 76 dB-SPL. Cuando la distancia se incrementa a 60,96 m, el doble de la distancia anterior, el sonido disminuirá en 6 dB-SPL y nuestro oyente podrá escuchar 70 dB-SPL. A 121,92 metros de distancia, duplicando la distancia una vez más, el sonido disminuirá por otros 6 dB-SPL y las personas oirán unos 64 dB-SPL. A pesar de que en este caso el cambio en la distancia era de 30.48 metros y el otro era de 60.96 metros, el nivel de sonido disminuye en 6 dB-SPL en ambos casos. Esto es porque la pérdida de sonido sigue una curva logarítmica en lugar de una lineal. Existen dos maneras de determinar la pérdida de distancia: (1) Calcular matemáticamente usando la ley del cuadrado inverso (dB-SPL = 20 log Df / Dn). (2) Utilizar un nomograma para determinar la ley del cuadrado inverso.
Pérdida fuera del eje: Si tuviéramos que estar directamente en frente de una parlante y poco a poco comenzamos a caminar a un lado de manera que el parlante que está en frente a nosotros ya no lo está directamente, nuestro nivel de percepción del sonido pareciera que disminuye. Esto sería cierto incluso si tomamos atención al caminar de una manera tal que siempre hemos mantenido la misma distancia desde el parlante. Esta disminución en el nivel no se debe a la distancia, es debido a estar fuera del eje del parlante. Mientras estemos más lejos del parlante que está frente a nosotros, más se puede decir que estamos fuera del eje. Para definir hasta qué punto estamos dentro del eje, podemos hacer la medición en grados, con 0 grados se describe un punto directamente delante de un parlante y 180 grados siendo un punto directamente detrás de un parlante. Cabe señalar que un punto se puede considerar fuera de eje no sólo horizontalmente sino también verticalmente. En esto los diagramas polares son de gran ayuda, sobre todo para especificar cuantos grados estaría fuera del eje de 6 dB de un parlante direccional. Los diagramas polares también nos permiten cuantificar la pérdida fuera del eje para cualquier ángulo a una frecuencia dada.