Line Arrays: Optimización Acústica y Cobertura Sonora

Introducción a los Line Arrays

Los line arrays son sistemas de altavoces diseñados para optimizar la cobertura sonora, especialmente en espacios amplios y complejos. Su configuración en línea permite controlar la directividad y el alcance del sonido de manera más precisa que los sistemas tradicionales.

Objetivos y Funcionamiento

Los objetivos principales de los line arrays son:

• **Aumentar la cobertura en un plano determinado:** Los arrays circulares, tanto horizontales como verticales, permiten una dispersión sonora más amplia.
• **Reducir la cobertura para enfocar la radiación:** Al colocar los altavoces verticalmente en columna, se aumenta la directividad y el alcance, concentrando el sonido en una zona específica.

**Principios de funcionamiento:**

• Al apilar altavoces en columna, el ángulo de cobertura horizontal se mantiene, mientras que el vertical se reduce a la mitad con cada duplicación del número de altavoces.
• La directividad y el nivel de presión sonora (NPS) aumentan en el plano de la línea del array. **NPSmáximo(line array) = NPSmáximo(altavoz) + 20logN**
• El sonido se propaga en forma de ondas cilíndricas, con una atenuación de 3 dB al duplicar la distancia.

Ventajas de los Line Arrays

Los line arrays ofrecen ventajas significativas sobre los sistemas tradicionales:

• **Mayor cobertura y alcance:** Permiten cubrir distancias más largas con niveles de presión sonora aceptables.
• **Control de directividad:** La configuración en línea permite dirigir el sonido de manera más precisa, evitando la dispersión no deseada.
• **Mejor calidad de sonido:** La coherencia de fase entre los altavoces del array proporciona una reproducción sonora más clara y definida.

Manejo de Altas Frecuencias

Para reproducir frecuencias altas (hasta 20kHz, longitud de onda de 1.7 cm), se utilizan motores de compresión con guías de ondas acústicas. Estas guías:

• Tienen una curvatura específica para igualar las distancias desde la salida del motor al centro y a los extremos de la superficie radiante.
• Generan una onda isofásica con una cobertura vertical estrecha.
• Evitan la interferencia entre las superficies radiantes adyacentes.

Configuración y Predicción

Es recomendable configurar varios tiros o grupos de cajas para cubrir diferentes zonas. Para una configuración óptima, se necesita un programa de predicción que simule la dispersión sonora. La precisión en la colocación es crucial, ya que pequeños errores pueden tener consecuencias significativas en la calidad del sonido.

Limitaciones de los Line Arrays

• El área ocupada por los elementos del array debe ser igual o superior al 80% del área total.
• Los altavoces deben generar ondas planas con fase constante; de lo contrario, la separación entre ellos no debe superar la media longitud de onda de la frecuencia más alta.
• La curvatura del frente de onda debe ser menor que la cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia máxima.
• La altura del array es limitada, ya que el frente de onda eventualmente se vuelve esférico, con una atenuación de 6 dB por cada duplicación de la distancia.
• **Separación entre campo cercano y lejano: D = H^2 * f / 2c**, donde H es la altura del array, f es la frecuencia y c es la velocidad del sonido.
• Requieren ecualización para compensar las pérdidas por propagación en campo lejano.