MANUAL DE SONORIZACIÓN

EN DIRECTO

Carles P. Mas

ISBN: 84-930813-0-2

Presentación:

La primera edición de este libro en papel se presentó a finales del año 1999, iniciándose su

distribución en Enero del año 2000. Al cabo de pocos meses se agotaron todos los

ejemplares, pero no fue posible hacer una segunda edición ya que la empresa editora -Música

y Tecnología, S.L- había cerrado sus puertas a mediados del mismo año.

La insistencia de varios antiguos alumnos míos, y la constatación de que aún hoy no existen

libros en castellano que muestren de forma clara cómo funciona el sonido en vivo, me han

movido a digitalizar todo el contenido del libro original para que quien lo desee cuente con este

ejemplar en formato de papel o bien digital.

Al revisar mis escritos, al cabo de una década larga, he podido constatar que casi todos los

temas expuestos son perfectamente aplicables a las instalaciones de sonido en directo que hoy

se realizan; esto significa que los conocimientos técnicos que se muestran en este libro son hoy

tan válidos como ayer.

Pero para llegar a ser hoy un buen técnico de sonido en vivo, es preciso tener presente

algunos aspectos que la tecnología ha incorporado en los últimos diez años, y que por razones

evidentes no se comentan en esta edición.

La amplificación en clase D, las mangueras multicanal de fibra óptica, los auriculares de

monitor sin cable, los controladores para mezclas digitales, los sistemas de altavoces con

dispersión lineal, los plug-ins de efectos, son sólo algunas de las novedades que se han

incorporado en los últimos años al mundo del sonido en vivo. Aquel que dese extraer un buen

sonido de su equipo debería estar al día de aquellas novedades técnicas que le permitan obtener

los mejores resultados.

Dicho esto, queda patente que la comprensión clara de los conceptos que aparecen en este

“Manual de Sonorización en directo” es sencillamente imprescindible para obtener un

resultado óptimo al montar cualquier sistema de amplificación en directo.

Deseo que este libro os sea de utilidad en vuestro trabajo, uno de los oficios -no lo dudes-

más hermosos que existen, ya que nuestra labor permite que la música o las palabras emocionen

en directo con fuerza y limpieza a miles de personas; casi nada.

Carles P. Mas

Técnico Superior de Sonido por la UPC y el Instituí del Teatre (Barcelona)

Capítulo 1. Física del Sonido:

Naturaleza de las ondas sonoras 9

Como avanzan las ondas sonoras 10

Período, Longitud y Frecuencia 11

Velocidad de propagación 12

Relación entre velocidad, frecuencia y longitud 13

Las ondas rebotan y rodean obstáculos 13

Interferencia y Fase del sonido 15

Intensidad, Tono y Timbre 17

Armónicos 20

Vibraciones de placas de membranas 21

Las Frecuencias musicales 22

Directividad de las fuentes de sonido 23

El Decibelio. Definición 25

Niveles absolutos y relativos 27

Nivel de señal en decibelios 28

Relación entre dBV, dBu y dBm 29

Niveles de potencia en decibelios 30

Extensión Dinámica 31

Capítulo 2. Acústica musical: Sensibilidad del oído 32

Relación Intensidad-Sonoridad 33

Relación entre tonos musicales 34

Consonancia y disonancia 35

Enmascaramiento 36

El timbre musical 37

Octavas musicales 37

Tesituras y armónicos 39

Estereofonía 39

Reflexión y difracción del sonido 39

La absorción acústica 41

Coeficientes de absorción 42

La Reverberación 44

Medir la reverberación 44

Protección auditiva 46

Capítulo 3. Microfonía: Transductores 48

Cadena básica de amplificación sonora 49

Características direccionales 50

Elegir un micrófono según su directividad 53

Micrófonos dinámicos 55

Micrófonos de carbón y cerámicos 56

Micrófonos de cinta 59

Micrófonos de condensador 59

Micrófonos electret 61

Micrófonos especiales 62

La alimentación “Phantom” 64

Características electrónicas 65

Líneas balanceadas 66

Cableado y conexiones 67

Micrófonos de características variables 69

Sistemas de microfonía inalámbrica 69

Problemática de la microfonía inalámbrica 70

Datos orientativos para escoger un micrófono 71

Algunos micrófonos de frecuente utilización 72

Capítulo 4. Especificaciones técnicas: Respuesta en frecuencia 78

Relación señal-audio 81

Distorsión armónica 81

Distorsión por intermodulación 83

Impedancias de entrada y salida 83

Niveles operativos de la señal audio 85

Interferencia por cruce (CROSSTALK) 86

Ruido blanco y ruido rosa 87

Símbolos de componentes 89

Diagrama de bloques 91

Capítulo 5. Los Amplificadores: Ecuaciones fundamentales. Ley de Ohm 94

Amplificación de tensión y potencia 96

Nivel de señal y potencia en el amplificador 97

Respuesta a señales transitorias 97

El amplificador operando en puente 98

El factor de amortiguación 99

Relación entre potencia y dB SPL 100

Especificaciones de potencia en los amplificadores 100

Válvulas, Transistores, Mosfet 101

Controlando la Impedancia 103

Escoger un combo 105

Escoger una etapa de potencia 107

Capítulo 6. Mesas de mezclas: Fuentes de alimentación 110

Variedades de mesas de mezcla 110

Los mezcladores 112

Módulo de entrada 113

Módulo Master 116

Módulo de Subgrupo 117

Módulo de salida / monitor 117

Especificaciones de una mesa de mezclas 117

“Headroom” (techo dinámico) 119

Indicadores de nivel 121

Pre Amplificadores operacionales 121

Mesas automatizadas 122

Ecualizar desde la mesa 124

Ampliando las entradas de una mesa 124

Mesas para el control en escenario 126

Situación de la mesa en un directo 128

Como escoger una mesa de mezclas 129

Capítulo 7. Los Altavoces: Altavoces electrodinámicos 132

Altavoces piezoeléctricos y de condensador 133

Como trabaja el altavoz electrodinámico 134

Altavoces para bajas frecuencias 135

Altavoces para altas frecuencias 136

Altavoces para frecuencias medias 138

Filtros de frecuencia 138

Filtros pasivos de alto nivel 139

Filtros activos de bajo nivel 140

Especificaciones técnicas de los altavoces 142

Conexionado entre altavoces 147

Problemas en los altavoces 148

Problemas debidos a otros componentes 148

Las cajas acústicas. El cortocircuito acústico 149

Recinto compacto 150

Recinto “bass reflex” 151

Recinto con laberinto 151

Capítulo 8. Procesadores de la señal audio: Ecualizadores y filtros 153

Controles de tono 154

Filtros activos y pasivos 155

Filtros pasa-altos y filtros pasa-bajos 155

Ecualizadores gráficos 157

Ecualizadores paramétricos 158

El lugar del ecualizador 160

Utilización práctica del ecualizador gráfico 161

Compresores y Limitadores 163

Utilización del compresor / limitador 164

Aplicaciones prácticas del compresor / limitador 166

Excitadores 166

Puertas de ruido y expansores 167

Aplicaciones de puertas de ruido y expansores 169

Unidades de reverberación 171

Sistemas de reverberación analógica 171

Unidades de reverberación digital 174

Aplicaciones de las unidades de reverberación 175

Unidades de retardo 176

Efectos digitales 177

Capítulo 9. Montaje práctico de un Directo: Arquitectura de sistemas de potencia 181

Niveles de los circuitos 183

Sistemas de potencia para la amplificación musical 183

Cajas de conexionado 186

El cableado 189

Cables multifilares (Mangueras) 192

Conectores 192

Utilidad práctica del crossover 195

Puntos de corte y relaciones entre grupos de frecuencias 196

Control direccional de los altavoces 198

Altavoces de refuerzo 200

Tomas de tierra 203

Conexión a red 204

Técnicas de captación microfónica 205

Capítulo 10. Amplificación sonora en exteriores: Disminución de la intensidad sonora con la distancia 209

Efecto del ruido ambiente 211

Cobertura sonora y control acústico 212

Extensión dinámica de un sistema de potencia 213

Los factores atmosféricos 214

Situación de las cajas acústicas 216

Conexionado entre etapas y cajas 217

Control de la realimentación exterior 218

Calibración y equilibrado de un sistema 220

Capítulo 11. El sonido en interiores: Reflexión y reverberación sonora en recintos 222

Control de la reverberación 224

Distancia crítica 225

El control en respuesta tonal 226

Las ondas estacionarias 228

Frecuencia de resonancia de un recinto 228

Colocación de las cajas acústicas 229

Tipos de monitores 230

Sistemas para suprimir la realimentación en escenario 230

Capítulo 12. Mejorando el rendimiento de un Directo: Arquitectura del monitoraje 233

Comprobación de las polaridades 235

Eliminar ruidos inducidos 236

Control de niveles en las mesas de mezcla 237

Control de difusión en los altavoces 238

Los sistemas de potencia procesados 240

Aplicaciones del procesado a diversos instrumentos 243

Ejemplos de instalaciones reales 245

NOTAS 250

IMPORTANTE

LA NOTACIÓN NUMÉRICA UTILIZADA EN EL PRESENTE TEXTO ES

LA UTILIZADA EN ESPAÑA.

LA COMA DECIMAL O EL APÓSTROFE (′) SE UTILIZA PARA DEMARCAR LO

QUE PARA NOSOTROS (MÉXICO) ES EL PUNTO DECIMAL.

EJEMPLO:

2′5 = DOS ENTEROS Y MEDIO = 𝟐 𝟏

𝟐

SI LA MAGNITUD DE UN NÚMERO ES MENOR QUE LA UNIDAD, EL SIGNO

DECIMAL DEBE SER PRECEDIDO POR UN CERO.

EJEMPLO:

0′5 = 𝟏

𝟐 = UN MEDIO

MILLARES.-EL PUNTO (.) SE UTILIZA PARA DEMARCAR LOS MILES.

EJEMPLO:

1.000 = UN MIL

NOTACIÓN CIENTÍFICA

2.50-4 dinas/cm2 = DOS DINAS Y MEDIA POR DIEZ A LA MENOS 4

ES DECIR:

0.00025 dinas/cm2

9

CAPÍTULO 1

ÍSICA DEL SONIDO

¿Quién no se ha preguntado en alguna ocasión, mientras la música fluye por

nuestros sentidos, cuál es la naturaleza intrínseca de esto que denominamos

sonido? ¿Qué hay de cierto en torno a su aparente bondad? ¿O acaso se trata

de un fenómeno malicioso que se oculta tras una apariencia agradable?

¿Tienen algún parentesco las ondas sonoras con las ondas de luz, o

pertenecen a distintas familias que se ignoran?, ¿y en este caso, están

enemistadas unas y otras? ¿Es posible la transmisión sonora por el espacio

interestelar?

¿Cómo se reproduce el sonido?, ¿hay sonidos masculinos y femeninos?

¿Cuál es la apariencia real de las ondas sonoras? (vaya, que si están de buen

ver...) ¿Van de legales, en general, las ondas de sonido? y si no es así ¿qué

tipo de ondas son las que persigue la Ley?

¿Por qué hay sonidos que nos dan una sensación de dulzura, mientras que

otros se nos antojan francamente histéricos?

¿Es cierto que cuando un sonido contiene muchos armónicos se convierte,

a la larga, en francamente empalagoso?

¿Es lícito acaparar más decibelios que el prójimo?, y si esto no es correcto

¿hacerlo constituye un hecho moralmente reprobable?

¿Es posible encontrar el silencio absoluto, una ausencia total de ruidos?; y

si es posible ¿dónde narices hay que hacer los trámites para poder visitar

este lugar tan excepcional? Si en alguna ocasión te has preguntado alguna

cosa parecida, mejor olvidarlo. Bastantes problemas nos trae la vida

cotidiana como para que nos la compliquemos más con preguntas de

repuesta incierta...

NATURALEZA DE LAS ONDAS SONORAS. Si se pide a una persona que mueva una cuerda desde un

extremo, mientras el otro permanece sujeto, y se toma una fotografía del movimiento, se obtendrá la

imagen de una forma ondulada (figura 1); ésta es la imagen de una onda en un momento determinado. En

ella se ve como la cuerda se ha ondulado, y sus distintas partes se mueven de arriba a abajo, en un sentido

u otro.

10

Supongamos que se toma otra foto al cabo de un segundo. La onda se habrá movido a la posición de

la figura 1.b, pero la longitud de onda AB seguirá siendo la misma. La característica de las ondas es

que aunque avancen de Izquierda a derecha por la cuerda, ésta no se mueve con ellas; lo único que se

mueve y lo que llamamos onda es la forma de la cuerda que cambia, por lo cual los picos y los valles

se encuentran en sitios distintos.

Si se superponen las dos figuras obtenidas en la fotografía (figura 2) se ve que cada parte de la cuerda

se ha movido hacia arriba y hacia abajo desde su posición anterior, pero no lateralmente. Así que

nos encontramos con la curiosa situación de que cada parte de la cuerda se ha movido hacia arriba y

hacia abajo, mientras que la onda se ha desplazado lateralmente.

Si en un medio elástico -como el aire o el agua- un punto empieza a vibrar, arrastra en su vibración a

los puntos próximos que a su vez transmiten a los contiguos. Esta propagación del movimiento

vibratorio recibe el nombre de movimiento ondulatorio.

Si por cualquier medio se origina una vibración en el aire se produce un sonido, siempre que la

frecuencia de la vibración se encuentre dentro de los límites capaces de causar una impresión en el

oído. De hecho, lo que denominamos sonido es la forma en que percibimos estas vibraciones.

La vibración de una membrana, por ejemplo el cono de un altavoz, da lugar a una compresión de la

masa del aire que es empujada por la membrana; y a una rarificación o vacío en el mismo medio

cuando la membrana se desplaza hacia atrás. Sucesivamente, cada molécula de aire afectada

comunica su movimiento a la molécula adyacente, y la vibración se propaga; amortiguándose con la

distancia a causa de la pérdida energética causada por el continuo rozamiento de las moléculas en

movimiento.

En la figura 3 se muestra la producción de un sonido cuando el cono de cartón de un altavoz se pone

a vibrar.

COMO AVANZAN LAS ONDAS SONORAS. Supongamos que llenamos un tanque rectangular

con agua, y que se cuenta con un motor de velocidad regulable para poder crear ondas en la

superficie del agua.

11

Si se toca la superficie una sola vez con un lápiz,

el trazado de la onda tomará la forma indicada

en la figura 4. Conforme pase el tiempo, la onda

avanza desde el punto donde se inició a

velocidad constante, pero su fuerza (el surco que

provoca en el agua) disminuye.

Si se une el lápiz con el motor, ajustándolo para

que toque la superficie a intervalos regulares, se

obtendrá una corriente de ondas circulares, tal

como aparece en la figura 5.

Uniendo una barra al motor el trazado de las ondas es como

aparece en la figura 6.a, tienen la misma forma recta que la barra

que las ha formado y existe entre ellas idéntica separación.

Si se acelera la velocidad del motor (fig. 6.b) las ondas viajan a la misma velocidad que lo hacían antes, ya

que el medio es el mismo; pero el número de ondas (la frecuencia) es mayor, esto producirá una

distancia entre las ondas más reducida, estarán más próximas entre sí.

12

PERÍODO, LONGITUD Y FRECUENCIA. Si a una cierta distancia de la membrana de un altavoz

que vibre de una forma regular se coloca un galvanómetro, capaz de mesurar las variaciones de la

presión atmosférica, de forma que su aguja indicará el cero para la presión normal en ausencia de

vibraciones, se observará lo siguiente: Al vibrar la membrana el aparato nos indicará un aumento de

presión en el instante a de la figura 7.A, en el instante b la aguja volverá a cero, en el instante c

correspondiente a una depresión o rarificación del aire registrará una bajada de la presión, regresando

de nuevo a cero en d y repitiendo todo el ciclo hasta que cese la vibración en la membrana del altavoz.

Longitud de onda es la distancia que recorre una onda para completar un ciclo, o bien la distancia

entre dos zonas del aire que se encuentran en idéntica posición respecto a la curva sinusoide que

representa su movimiento (fig. 7.B). Volviendo al ejemplo de la figura 6, la longitud de onda será la

distancia existente entre una onda y la que viene detrás, de forma que la longitud de onda de la figura

6.A será mayor que la de la figura 6.b. Periodo es el tiempo que tarda una onda en realizar un ciclo

completo, y se representa por medio del signo T.

Frecuencia es el número de

vibraciones que tiene una onda

cada segundo; dicho de otra forma,

es el número de oscilaciones

completas (a b c d e) que

experimentará el manómetro de la

figura 7.A en un segundo de

tiempo. La unidad de medida de la

frecuencia es el Hertz o ciclo por

segundo. Cuanto mayor es

la frecuencia de un sonido, más

agudo se percibe, y cuanto menor

es la frecuencia más grave es este

sonido. Atendiendo a estas

características, los sonidos se

clasifican en graves cuando su

frecuencia está entre los 16 y los

360 Hz, en medios cuando la

frecuencia está situada entre los

360 y los 1500 Hz, y en agudos cuando su frecuencia está entre los 1500 y los 20.000 Hz.

Las vibraciones que se hallan por debajo de los 16 Hz no son percibidas por nuestros oídos, y se

denominan infrasónicas; mientras que las que su frecuencia sobrepasa los 20.000 Hz reciben el

nombre de ultrasónicas, y tampoco son percibidas por el oído humano.

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN. La velocidad de propagación del sonido depende del medio

donde éste se origina, y de ciertas condiciones inherentes al mismo, como son la temperatura y la

densidad.

Cualquiera que sea la frecuencia de un sonido, viajará por el aire a una velocidad de 343′4 metros por

segundo a la presión atmosférica normal (760 mb) y a 20 grados de temperatura. Si la temperatura es

de cero grados la velocidad de propagación será de 331′4 m/seg; es decir, que se reduce según la

temperatura a razón de 60 cm por cada grado centígrado menos.

En el agua dulce el sonido viaja a 1430 metros por segundo; mientras que en el agua salada lo hace a

1505 metros por segundo. En ambos casos se supone una temperatura de 15 grados.

13

La velocidad de propagación del sonido puede considerarse como permanente, cualquiera que sea la

intensidad o la frecuencia del mismo; aunque de hecho las frecuencias altas se desplacen algo más

deprisa, no hace falta tenerlo en cuenta para hacer cualquier medición o cálculo.

RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD, FRECUENCIA Y LONGITUD.

l= LONGITUD DE ONDA (En unidades de longitud)

V= VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN (Longitud/Tiempo)

F= FRECUENCIA (En Hertz = Ciclos/segundo)

T= PERÍODO (Intervalo constante de tiempo)

El período de una onda es inverso a su frecuencia. Por ejemplo, sabemos que una onda sonora tiene

una frecuencia de 80 Hz, es decir, que realiza 80 ciclos cada segundo, ¿Qué período tiene esta onda?

Como la frecuencia es el número de veces que se repite la trayectoria en unidad de tiempo:

T = inverso de la frecuencia = 1/80 de segundo

Su período será 1/80 segundo. La relación entre velocidad, longitud de onda y frecuencia se expresa

mediante las fórmulas:

𝑉 = 𝜆

𝑇= 𝜆 ∗ 𝐹 ⇒ 𝜆 =

𝑉

𝐹

Longitud de onda = Velocidad de propagación/Frecuencia

Así por ejemplo, la longitud de onda de un sonido con una frecuencia de 80 Hz. será de:

𝜆 = 340 𝑚/𝑠𝑒𝑔

80 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠= 4′25 𝑚

LAS ONDAS REBOTAN Y RODEAN OBSTÁCULOS. Volviendo al tanque de agua, si la barra

toca una vez la superficie se obtendrá una onda recta que se desplaza y cuya trayectoria se puede

seguir con facilidad (Figura 8.A). La onda chocará con la barrera recta que se ha colocado a la

derecha, y como podía esperarse, los ángulos entre la barrera y la onda (tanto cuando incide como

cuando rebota) son iguales.

Si se conecta el motor, la disposición es más compleja, con dos conjuntos de ondas, unas que se

aproximan a la barrera y otras que la abandonan después de rebotar (Fig. 8.B)