¿Que sabemos de los antivientos de los micrófonos?

Hemos elegido un articulo publicado por Gabriel Solsona,  responsable técnico de TVE y colaborador de Graudio Institute, para haceros llegar una interesante reflexión sobre el uso de antivientos y su repercusión en la captación.

Un antiviento es un accesorio,es decir es un utensilio auxiliar para determinado trabajo y en este caso su trabajo es reducir incluso eliminar el ruido producido por la captación del viento en el diafragma de la cápsula,pero a cambio,nos produce unas alteraciones que de no existir,los antivientos no serían accesorios,sino que formarían parte del micrófono. Vamos a intentar focalizarnos en las alteraciones.

Antes de nuestro análisis,vamos a dar un repaso de las conclusiones que ha extractado,creo que con bastante acierto,Eddy B. Brixen para DPA Audio http://www.dpamicrophones.com acerca de los antivientos:

¿Qué sabemos?

Recapitulemos lo que sabemos sobre micrófonos y viento en la práctica:

  • Se produce ruido cuando un micrófono está bajo la influencia del viento debido a:
  • Que el micrófono está sometido a fluctuaciones de baja frecuencia del viento.
  • Que la forma del micrófono puede crear fluctuaciones de presión del viento debido a las turbulencias que se generan alrededor de sí mismo en un flujo continuo.
  • Las dos acciones anteriores pueden producir sonidos audibles.
  • Los micrófonos de gradiente de presión (y de tubo de interferencia) son por naturaleza mucho más sensibles al viento que los de presión,
  • Los antivientos pueden reducir la sensibilidad del micrófono al viento bien mediante elementos tipo cesta/armazón,bien mediante gomaespuma de célula abierta o bien en algunos casos una combinación de ambos.
  • La forma esférica de antiviento es la más eficiente,generalmente cuanto mayor diámetro mejor,hasta cierto tamaño y el transductor debe estar centrado en el armazón.
  • Pueden utilizarse pantallas de tipo cilíndrico cuando se trata de micrófonos largos (p. ej. de tipo interferencia).
  • El material para los de tipo gomaespuma puede ser bien de célula abierta PUR (poliuertano) o espuma de metal.
  • Para micrófonos tipo gradiente de presión,es conveniente dejar un espacio de aire alrededor de las rejillas de la cápsula a fin de mantener las características direccionales.
  • Poner más de una capa de tela de malla (tipo panty) en una pantalla tipo cesta no reduce el ruido más allá de 1-4 dB,sin embargo,más capas incrementará la atenuación en altas frecuencias.
  • Las coberturas tipo pelo reducen el ruido del viento paro incrementan la atenuación en altas frecuencias
  • Se debe extremar atención en el diseño de los antivientos tipo cesta/armazón con el fin de evitar ondas estacionarias y reflexiones dentro del accesorio.
  • A mayor eficacia del antiviento,mayor alteración de la respuesta en frecuencia. El extremo de esta relación sería una caja hermética alrededor del micrófono.
  • Los micrófonos dinámicos no son en principio menos sensibles al viento. No obstante,el típico roll-off en bajas frecuencias parecer ser favorable.
  • Los filtros (electrónicos) antipop no mejoran necesariamente la reducción del ruido producido por el viento
  • Las predicciones teóricas y los resultados prácticos coinciden satisfactoriamente respecto al uso de pantallas esféricas para los micrófonos de presión.
  • La reducción del ruido del viento es posible en arrays de micrófonos mediante el uso de procesamiento de señal digital (DSP).
  • La sensibilidad al ruido del viento se reduce cuando el micrófono se coloca al ras de una superficie (boundary layer).

Nuestras conclusiones

Este verano,Víctor Polo,Javier Solsona,Martín Rial y yo nos encargamos de realizar la producción sonora de la inaguración del 54 Festival del Teatro Clásico de Mérida. La ley de Murphy se cumplió con rigurosa exactitud:no hizo viento en ningún momento del día excepto en las horas del ensayo general de la Orquesta y Coros de RTVE y por ende,de la emisión en directo. Intentamos remediarlo como pudimos y tuvimos que llegar a poner un antiviento de espuma encima de otro antiviento de espuma,especialmente al par coincidente principal. Para como pudo quedar si no llegamos a detectar el viento el día anterior,no quedó mal,pero desde luego,se notó.

Ya que esto es algo coyuntural,me centré en otro aspecto colateral,la absorción de altas frecuencias debido la gran cantidad de gomaespuma aplicada. A todos nos ha pasado más de una vez que cuando ecualizamos,lo hacemos de oido,cosa que no está mal,pero lo hacemos a ciegas,sin saber si realmente estamos optimizando el proceso o si estamos aplicando realmente lo que queremos aplicar.

Hoy,por suerte,tenemos unos filtros digitales asistidos por unos interfaces visuales magníficos,en donde podemos ver la campana del Q,o la pendiente de un filtro paso altos,o la frecuencia de corte de un filtro Notch (filtro muesca). Todo ello además con la curva de ecualización superpuesta a una curva espectral en tiempo real,casi nada lo que acabo de escribir.

Yo ya he degustado el placer de esta exquisitez últimamente varias veces. Una de ellas ha sido en la corrección del efecto proximidad en voces cuando se utiliza micrófonos de gradiente de presión (que es siempre,¿alguna vez habéis utilizado un micrófono omnidireccional para sonorizar una voz?). este tema es también muy interesante y saqué muchas conclusiones firmes,pero ya hablaré de ello en otro post. Otro momento de satisfacción fue descubrir y eliminar la realimentación del control de Beijing2008,citado en el post anterior Las paredes de Beijing y el efecto Larsen.

Pero en donde más me he aplicado,hasta la fecha,es en descubrir cuanto qué precio hay que pagar por poner un antiviento,así que me puse en el empeño,engañé a Víctor Polo y nos pusimos manos a la obra.

Lo que planteamos era medir diferencialmente la respuesta en frecuencia y también en fase (en lo de la fase no he sacado conclusiones,pero en ello ando) de un micrófono desnudo,sin antiviento comparado con diferentes antivientos,incluyendo un antiviento encima de otro antiviento como hicimos en Mérida.

Utilizamos un mismo tipo de micrófono,para ser exactos el que más utilizamos últimamente:un sistema previo CMC6U con una cápsula MK4 cardioide de la casaSchoeps.

Los antivientos utilizados son un antiviento de gomaespuma de poliuretano parecido al modelo B5 de Schoeps,denominado antiviento fino,un antivientomodelo B5 de Schoeps,un antiviento esférico grande modelo W5 de Schoeps,un antiviento tipo cesta modelo B20S de doble malla de nylon y un antiviento de gomaespuma de poliuretano genérico de micrófono de mano para utilizar como segundo antiviento encima de un antiviento modelo B5 de Schoeps.

Cápsula MK4 desnuda para referenciar el modo diferencial (el de abajo). El antiviento de arriba se utilizo para poner encima del antiviento modelo B5

Antiviento fino parecido al modelo B5 de Schoeps (el de abajo)

Modelo B5 de Schoeps (el de abajo)

Modelo W5 esférico grande de Schoeps (el de abajo)

Modelo B20S tipo cesta de Schoeps (el de abajo)

 

UPA 1P de Meyer y al fondo los micrófons con los diferentes antivientos. La distancia entre la fuente y el captador es de aproximadamente 8 metros

Como generador de señal se utilizó un altavoz autoapmplificado Meyer UPA 1P separado unos 8 metros de los micrófonos,mientras que para la síntesis y análisis de la señal se utilizó un portátil con un interfaz de sonido M-Audio modelo Fast Track Pro de mi hermano Luís (muchas gracias brother),generando un barrido lineal de 20 Hz a 20KHz en un intervalo de 60 segundos procediéndose posteriormente a obtener el impulso mediante la técnica de la deconvolución.

A continuación,del impulso se obtuvo la transformada de Fourier y se restaron espectralmente la respuesta sin antiviento con el antiviento en cuestión,de tal forma que las curvas obtenidas están invertidas,es decir,que nos indican la corrección que deberíamos aplicar para dejar la respuesta lineal.

Las curvas se pueden ver en el siguiente diagrama

Curvas comparativas con su leyenda

Conclusiones

Como era de esperar,los antivientos de gomespuma de poliuretano tienden a transmitir mal las altas frecuencia debido a la absorción adiabática de la energía en esas longitudes de onda,este es el el mismo principio acústico por el cual se utiliza los materiales porosos para el tratamiento de recintos para la absorción de frecuencias altas. por otro lado,las frecuencias graves  y medias son transparentes para citado material.

La absorción de la gomaespuma de poliuretano es proporcional a la cantidad de material interpuesto entre la cápsula y el exterior,eso si,la pendiente de este filtro paso bajo natural se mantiene constante,que se puede estimar entre 4 a 5 dB por octava ,lo que varía es en qué frecuencia empieza la curva del filtro,es decir,varía el parámetro frecuencia y no el parámetro pendiente de un filtro pasobajo o de un filtro tipo shelving. Esta conclusión,a mi parecer,no era evidente.

El antiviento fino y el modelo B5 (ovalado espuma en el gráfico) que tienen el mismo aspecto a la vista,se puede observar que tienen una curva de atenuación idénticas,por lo cual se puede concluir que los antivientos de poliuretano de célula abierta dependen sólo se su forma y cantidad de material interpuesto.

Las frecuencias de comienzo de atenuación se pueden estimar en:

  • 5Khz para el antiviento ovalado B5 y antiviento fino,
  • 2,5 Khz para el tandem de dos antivientos superpuestos y
  • unos 1500 Hz para el antiviento esférico grande de Schoeps modelo W5.

Todas estas curvas están igualadas 1Khz.

Hemos dejado para el final la respuesta del antiviento tipo cesta B20S. La curva no está referenciada a 1KHz como los anteriores. Se puede observar que la curva respuesta sufre una pendiente positiva desde 20 Hz hasta unos 7,5 KHz (recuerda que las curvas están al revés) de unos 2 dB por octava es decir,los graves están atenuados respecto a los agudos. Además,en 11,5 KHz hay una cancelación abrupta tipo resonancia. Esto es debido al modo propio que se genera en en el interior del cesto esférico.

Para utilizar este antiviento hay que considerar que hay que corregir mucho,pero sabemos que no va a modificar la respuesta polar de los micrófons de gradiente de presión. Una alternativa son los antivientos mixtos de gomaespuma con cavidad interior,seguramente tenga lo bueno de los dos,pero es una lástima que no tuviéramos un ejemplar en el momento de realizar este análisis.

Para finalizar,me gustaría dar las gracias a Víctor Polo por compartir las mismas inquietudes,a Joaquín Vera que siempre tiene a mano una cámara de fotos para inmortalizar el evento y nuevamente a mi hermano,Luís Solsona por dejarme a largo plazo el interfaz de audio digital

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