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Viernes, 25 de julio de 2014
Virtudes y defectos del sonido en el interior del automóvil

Acústica en el coche

El coche constituye un espacio peculiar, con sus pros y sus contras, cuando de lo que se trata es de escuchar música. En este sentido, conviene tener en cuenta una serie de características para acondicionarlo acústicamente.

[Img #3440]Para empezar, hablaremos de los puntos fuertes del automóvil como entorno de escucha, los cuales tienen un origen común en sus limitadas dimensiones. Gracias a ellas, el oyente puede llegar a percibir matices que le pasarían desapercibidos en recintos mayores y, también gracias a su reducción de espacios, la cercanía de los altavoces propicia que éste pueda experimentar sensaciones auditivas que, psicoacústicamente hablando, le pueden resultar novedosas.

Más contras que pros
No obstante, cuando hablamos del automóvil como un espacio de audición, los inconvenientes suelen superar a las ventajas. Empezando por el eterno problema basado en que es mucho más sencillo obtener un buen rendimiento de escucha estereofónica para un único oyente que para varios ocupantes. 

Falta de bajas frecuencias
Otro de los principales defectos del interior de un coche como recinto acústico es la falta de capacidad de éste para albergar las bajas frecuencias. Este hecho es tan fácil de entender como que la longitud de onda de un sonido de 100 Hz (baja frecuencia) es de aproximadamente 3,45 metros, y cuanto más baja sea, la frecuencia más grande será la longitud de onda, lo que explica que podamos oír perfectamente las bajas frecuencias en el exterior de cualquier coche equipado con un sistema reproductor en condiciones que pase por nuestro lado. ¿Quiere decir esto que el oyente del interior del coche no las oirá? Claro que las oirá, pero su escucha no será nunca la misma, ni en términos de colorido ni en lo referente a dinámica, que si se produjese en un recinto mayor.

Resonancias no deseadas
Otro efecto acústico indeseable con el que es frecuente encontrarse es el de las resonancias de objetos. Se dice que un objeto entra en resonancia cuando, al ser excitado con un sonido de frecuencia muy próxima o igual a su frecuencia intrínseca de resonancia, se pone a vibrar.
Por norma general, en el interior de los automóviles se albergan objetos susceptibles de ponerse en resonancia. Muchos de ellos pueden encontrarse en el tablier, en las guanteras y en otros recovecos que, casualmente, suelen estar muy próximos a los altavoces, lo que agrava el efecto resonador. Al ponerse a vibrar un objeto, dicha vibración produce un sonido que interferirá en nuestra escucha, perturbándola más o menos en función del nivel de presión sonora.
Puede intentar anularse este efecto tratando de sujetar todos los objetos, aunque quizás lo más sencillo sea disponer materiales antivibrantes o altamente absorbentes en las superficies de soporte. Para percatarse de los posibles objetos vibrantes, bastará con reproducir barridos frecuenciales con el sistema de sonido habitual dentro de los márgenes de interés y escuchar cuáles son los objetos que van entrando poco a poco en resonancia. A partir de aquí, el ingenio permitirá obtener un coche con ausencia de vibraciones interiores. 

Pérdida de dinámica
Por último, y no por ello menos importante, cabe destacar el problema, bastante común, de la perdida de dinámica más o menos notable que se produce durante la escucha en los coches. Pero, ¿qué es perder dinámica? Perder dinámica significa que si un sistema musical es capaz de, por ejemplo, reproducir márgenes audibles de 80 dB en el interior del coche, por diversos efectos perturbadores, tales como el ruido, dicho margen se ve rebajado a únicamente 60 dB. ¿Qué representan estos datos para el oyente? Pues que va a percibir sensaciones auditivas con las mismas perdidas proporcionales, menguando notablemente la calidad de su escucha. 
Muchos de los efectos indeseables que acabamos de repasar pueden solventarse o mejorar en gran parte con la introducción de materiales aislantes o absorbentes (tanto de vibraciones como acústicos).

La importancia del aislamiento
Un buen aislamiento es vital en el coche, tanto a nivel eléctrico/electrónico como a nivel físico. Los aislamientos físicos tienen la función de aislar el coche de todo ruido procedente del exterior, consiguiendo que dentro sólo se oiga el sonido generado por el sistema. 
Cabe mencionar que absorción no es lo mismo que aislamiento, ya que un aislamiento no siempre conlleva el uso de materiales absorbentes. Un material absorbente transforma la energía acústica en energía térmica, mientras que lo único que hace un material aislante es cambiar la dirección de propagación del sonido, reflejando una parte. En la mayoría de casos se utilizan los dos materiales, para lograr mayor eficacia.

Cálculo del aislamiento
Existen muchas fuentes de ruido que pueden afectar al interior de nuestro coche, desde el ruido de las ruedas al entrar en contacto con el suelo (air dumping), hasta el propio ruido del motor, cada uno con sus propios márgenes frecuenciales. 
El cálculo del aislamiento necesario puede llevarse a cabo tanto a través de ecuaciones matemáticas en las que las características de los materiales (masa superficial, rigidez, factor de amortiguamiento o velocidad de transmisión del sonido) como variables, o bien mediante una serie de conceptos y nociones que permiten realizar aislamientos. 

La Ley de masas
De esta ley física podemos extraer dos conclusiones básicas. La primera de ellas es que, si se aumenta el peso del material, el aislamiento aumentará. Así, si duplicamos su masa superficial, el aislamiento aumentará hasta 6 dB. La segunda conclusión afirma que el aislamiento va aumentando a medida que aumenta la frecuencia. Por tanto, al doblar la frecuencia, el aislamiento también aumentaría 6 dB.
Aislamiento doble
No obstante, a partir de un cierto grosor el aumento del aislamiento ya no es directamente proporcional al aumento del aislamiento. Entonces, debe recurrirse a un aislamiento doble, que consiste en la incorporación de uno o más materiales de forma contigua al primero y con impedancias por unidad de superficie muy distintas entre ellos. Este sistema es mucho más eficiente que la utilización de un único material con un grosor muy elevado. Es frecuente observar aislamientos dobles que usan una capa de un material, una capa de aire, y una última capa de otro material. 

Fenómeno de coincidencia
Dicho fenómeno se produce cuando, al incidir una onda sonora con un cierto ángulo en un material, la energía acústica hace vibrar dicho material y se producen ondas de propagación en su interior que generan energía acústica en el recinto receptor, reduciendo el aislamiento de forma drástica. Ello influye hasta el punto de que las velocidades de una banda y la otra se igualan, comportándose como si no existiese dicho material en medio. Este fenómeno depende del ángulo de la energía acústica, así como del grosor del material y de la frecuencia del sonido, que se llama de coincidencia o crítica, ya que cuando se produce es como si prácticamente no existiese aislamiento.

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