Descifrando la difusión: una explicación de los tipos de difusores acústicos

La difusión es todo un enigma. Por un lado, es probablemente el método más famoso de tratamiento acústico por difusión, sobre todo por esos difusores con siluetas de rascacielos tan llamativos y memorables; pero también es, seguramente, la opción de tratamiento acústico más malinterpretada de todas. Además, es fácil sentirse abrumado ante la infinidad de opciones para añadir difusión a un estudio, un teatro o una sala de escucha. Aunque ya hemos hablado anteriormente de las diversas opciones de GIK para el tratamiento acústico de las frecuencias más altas, no hemos entrado en detalle sobre qué diferencia a cada tipo y por qué deberías elegir un tipo de difusión en lugar de otro.

La realidad es que hay varios tipos de difusión, y todos suenan diferente: acústicamente distintos entre sí, de la absorción y de las superficies reflectantes sin tratar. Las diferencias entre ellos suelen acentuarse cuando se trata de las salas pequeñas y domésticas con las que trabajamos la mayoría de nosotros. Echemos un vistazo más de cerca…

Conceptos básicos de la difusión

Si necesitas refrescar los conceptos básicos de la difusión, te recomiendo leer dos artículos:«Cómofunciona la difusión» y «Habitaciones pequeñas, altas frecuencias: una sala de audio bien equilibrada utilizando los tratamientos patentados de GIK». Estos dos artículos ofrecen una base excelente tanto para la teoría de la difusión en general como para las aplicaciones prácticas con los tratamientos acústicos de GIK.

Para repasar algunos conceptos básicos generales sobre el papel de la difusión en una estrategia de tratamiento, la difusión es una de las tres posibilidades de tratamiento acústico en una superficie. La primera y más conocida es la absorción, que reduce o elimina los reflejos al eliminar la energía sonora de la sala. La segunda es la reflexión, que consiste en instalar una superficie inclinada para «dirigir» el sonido reflejado en una dirección útil, normalmente lejos del oyente o del micrófono. La difusión es el tercer método, que produce una «dispersión uniforme», es decir, que dispersa el sonido de manera homogénea en todas las direcciones. La naturaleza y las propiedades de dicha dispersión es lo que nos ocupa aquí. Hay diferentes formas de lograr la dispersión, con ligeras variaciones en cada una.

Scattering & Dispersión

¿Pero a qué nos referimos con «dispersión»? «Dispersión» no es un término muy preciso; normalmente, cuando hablamos de «dispersión» en relación con el sonido, lo que realmente queremos decir es «dispersión». Y hay dos tipos generales de dispersión en relación con la difusión: la dispersión espacial y la dispersión temporal, que simplemente describen la dispersión en el espacio y el tiempo. Para ilustrarlo, recurramos a la metáfora de las bolas de billar que se suele usar para describir los reflejos del sonido.

Una pared normal, sin tratar y reflectante trataría un reflejo de sonido como una bola de billar que rebota en la mesa. Se aplican todas las leyes físicas normales de esta interacción; el ángulo de incidencia es el mismo que el ángulo de reflexión, por lo que la bola de billar rebota en la mesa, moviéndose en una dirección predecible basada en su trayectoria inicial, y sale del reflejo relativamente ilesa (es decir, sigue siendo la misma bola de billar).

Pero, ¿qué pasaría si colocáramos un difusor en el punto de reflexión, de modo que la bola de billar golpeara el difusor? Bueno, si el difusor funciona correctamente, la bola de billar se fragmentará en múltiples pedazos, y cada pedazo se dispersará uniformemente en su propia dirección con respecto al punto de reflexión. Esto es dispersión espacial; los fragmentos de la bola de billar se esparcen uniformemente en todas direcciones (a lo largo del plano de 180 grados del difusor).

Pero los buenos difusores también presentan dispersión temporal, así que imagina que cada fragmento de la bola de billar sale de la reflexión en un momento ligeramente diferente respecto a los demás, casi como si los fragmentos salieran disparados de una ametralladora que se agita violentamente de un lado a otro (a lo largo del plano de difusión), hasta que todos los fragmentos se hayan disparado.

La conclusión importante es que un buen difusor dispersa los reflejos tanto en el espacio como en el tiempo. Entonces, ¿qué diseños de difusión hay y cómo se comportan unos respecto a otros? Hay tres grandes categorías de difusión que vamos a tratar: rejillas de fase de reflexión, difusores geométricos y difusores de amplitud binaria.

Rejillas de fase de reflexión

Difusor de residuos cuadráticos Q7D de GIK Acoustics

Las rejillas de fase de reflexión son el tipo de difusor más antiguo y, por lo general, más conocido. Consisten en un panel dividido en cavidades, o rejillas, de igual anchura y profundidad variable (calculada con precisión). Estas rejillas pueden ser unidimensionales (planas) o bidimensionales (skyline), lo que significa que difunden el sonido a lo largo de un plano (izquierda-derecha) o de dos planos (izquierda-derecha, arriba-abajo). Hay varios tipos de rejillas de fase, entre ellas la de secuencia de longitud máxima (MLS), la de residuos cuadráticos (QRD) y la de raíces primitivas (PRD). Las diferencias entre ellos vienen de los distintos algoritmos matemáticos que se usan para calcular los patrones de profundidad de los pozos. Funcionan de manera similar, con algunas diferencias importantes.

Las diferentes profundidades de los pozos proporcionan difusión espacial, ya que el sonido que sale de las rejillas se dirige en varias direcciones. También proporcionan difusión temporal, ya que hay distancias ligeramente diferentes que el sonido debe recorrer antes de reflejarse desde el fondo del pozo. Además, cada cavidad está «sintonizada» a una frecuencia diferente (la longitud de onda de la profundidad de la cavidad), y muy cerca de la cavidad esta resonancia es audible. Esta es una de las razones por las que es bueno estar a cierta distancia de una rejilla de fase de reflexión, alejando esas resonancias lo suficiente como para que ya no sean audibles.

GIK Acoustics GridFusor

Además, este tipo de difusor acústico no tiene una dispersión verdaderamente uniforme en todas las direcciones; su efecto de dispersión está optimizado en la frecuencia sintonizada y sus octavas, produciendo «lóbulos» en la dispersión, con una dispersión decente entre cada octava. Volviendo a la analogía de los fragmentos de la bola de billar, esto significa menos fragmentos de la bola «explotada» o difundida, aunque estén espaciados uniformemente.

Pero incluso con estas limitaciones, un difusor de rejilla de fase de reflexión como el Q7D Quadratic Residue Diffuser o el GridFusor son muy eficaces dentro de su rango de funcionamiento. Siempre que se utilicen en situaciones en las que se maximicen sus puntos fuertes y se minimicen sus puntos débiles, suelen seguir siendo la mejor opción para el rendimiento general de la difusión acústica cuando el espacio y el presupuesto lo permiten.

Difusores geométricos

GIK Acoustics Evolution PolyFusor

Los difusores geométricos son quizás el tipo más sencillo de difusor, ya que consisten en simples superficies reflectantes dobladas para formar una superficie curva convexa. Esta forma proporciona un ángulo de reflexión diferente según el ángulo de incidencia, lo que genera un efecto de dispersión acústica y una difusión cuantificable. Los difusores geométricos también se adaptan bien a diseños híbridos; pueden actuar tanto como difusores como absorbedores. El rendimiento de difusión es bueno con incidencia normal, es decir, con los sonidos que llegan justo desde delante del difusor geométrico. El rendimiento de difusión con incidencia oblicua, o con sonidos que inciden en el difusor en ángulo, no es tan bueno.

Los difusores geométricos también funcionan mejor si se colocan separados entre sí. Colocar dos de la misma forma directamente uno al lado del otro crea una forma cóncava entre ellos y puede provocar resonancias al concentrar las ondas sonoras. La absorción suele ser una mejor opción para flanquear un difusor geométrico. Si se usan correctamente, los difusores geométricos como el Evolution PolyFusor también pueden producir excelentes resultados, especialmente cuando se combinan con otros tratamientos acústicos.

Amplitud binaria

Los difusores de amplitud binaria

de los paneles acústicos Amplitude™ de GIK Acoustics

son un método diferente de proporcionar difusión. Al igual que las rejillas de fase de reflexión, también se basan en secuencias matemáticas, pero en lugar de tener cavidades de diferentes profundidades, emplean una secuencia de superficies que alternan reflexión y absorción. Esta secuencia binaria (reflejar O absorber) crea una impedancia variable y genera difusión. La difusión puede ser plana (unidimensional) o bidimensional.

En general, el rendimiento de la difusión puede no ser tan bueno como el de las rejillas de fase de reflexión, pero este diseño ofrece varias ventajas:

• Absorción y difusión juntas. Este tipo de difusores proporcionan de forma inherente tanto absorción acústica como difusión a diferentes frecuencias, lo cual es muy útil sobre todo en salas pequeñas donde no puedes tener demasiada absorción de bajas frecuencias, pero quieres conservar la vivacidad de los agudos o el ambiente. Este tipo de difusor tiene un sonido agradable, que no es igual al de otros diseños de difusores ni al de la simple absorción.
• Mayor proximidad. Una ventaja de los difusores de amplitud binaria es que puedes sentarte más cerca de ellos sin sufrir los mismos efectos negativos que con la difusión de rejillas de fase. Este último tipo de difusión se basa en cavidades de diferentes longitudes y resonancias, lo que produce una coloración audible si estás lo suficientemente cerca. El mecanismo de difusión de amplitud binaria no produce resonancias de la misma manera, por lo que no colorean el sonido a corta distancia.
• Lobing minimizado. El lobing es uno de los artefactos de algunos diseños de difusores, pero los difusores de amplitud binaria no presentan tanto lobing como otros diseños, incluso cuando se repite su secuencia.
• Mejor estética. Los difusores de amplitud binaria pueden fabricarse con una profundidad uniforme, lo que suele ser mucho más aceptable se adaptan perfectamente a la arquitectura y la decoración existentes. Además, los paneles pueden ser bastante finos (disponibles en las opciones de placas 1D Alpha y 2D Alpha) y, aun así, ofrecen una difusión eficaz. También se pueden revestir con tela para que tengan un aspecto uniforme con otros productos (absorbentes, trampas de graves) que haya en otras partes de la sala.

Gracias a todas estas ventajas, los paneles acústicos Amplitude™ suelen ser la mejor opción para la acústica de salas pequeñas. Ofrecen difusión con paneles más finos y estéticamente más agradables que se integran más fácilmente en habitaciones domésticas pequeñas, y además funcionan mejor en muchas situaciones, ya que el oyente puede estar más cerca de ellos, y se pueden colocar varios paneles Amplitude™ uno al lado del otro sin que el rendimiento se vea afectado por el efecto de lóbulo. Los paneles Amplitude™ también proporcionan absorción en las frecuencias más bajas, lo que siempre ayuda en las habitaciones pequeñas. Además, la cara frontal del panel Amplitude™ también proporciona un efecto de membrana, lo que aumenta la absorción en las frecuencias graves, lo cual, de nuevo, es muy beneficioso en las habitaciones pequeñas.