Cajas-Acústicas

1
Diseño de cajas acústicas de reproducción de sonido de alta fidelidad para
estudios caseros
Martin Giraldo Monsalve
Universidad Católica de Pereira
Facultad de Arquitectura y Diseño Industrial
Programa de Diseño Industrial
2018-1
2
Diseño de cajas acústicas de reproducción de sonido de alta fidelidad para
estudios caseros
Asesor
Carmen Adriana Pérez Cardona
Proyecto de grado para aspirar al título de Diseñador industrial
Universidad Católica de Pereira
Facultad de Arquitectura y Diseño Industrial
Programa de Diseño Industrial
2018-1
3
Agradecimientos
Agradezco de todo corazón a la Universidad por brindar los espacios de
aprendizaje no solo en los campos intelectuales del diseño industrial, sino también
por la calidad de valores éticos impartidos por todo el personal universitario.
A mis compañeros y amigos de estudio, Daniela, Lady, Wilmer, Cristhian a
quienes les guardo un gran aprecio, así como a los docentes Gustavo Peña, Carmen
Pérez y Javier López.
A mis padres por toda una vida de enseñanzas y aprendizajes, esfuerzos y
promesas que han hecho de mi quien soy; por depositar toda su confianza y fe en
mis proyectos, por la convicción de convertirme en profesional y de seguir soñando
y alcanzando todas las metas que me proponga.
También aquellas amistades que siempre han estado allí a pesar de la
distancia, del tiempo y de las circunstancias, Juanse, Nico, Sebas, Laurita, Nixie,
Ángela, Nathu, Mary.
Finalmente, a todas aquellas personas con las que me topé en la construcción
de mi proyecto de vida, incluyendo al resto de mi familia, padrinos, tías, primos y
demás allegados.
Gracias y mil gracias a todos ustedes.
Con el mayor de mis aprecios.
Martin.
4
Tabla de contenido
Introducción................................................................................................................... 10
1. Planteamiento del problema ..................................................................................... 10
2. Justificación............................................................................................................... 13
3. Objetivos.................................................................................................................... 17
3.1 Objetivo general ................................................................................................. 17
3.2 Objetivos específicos .......................................................................................... 17
4. Marco teórico ............................................................................................................ 18
4.1 Antecedentes ................................................................................................... 18
4.2 Marco conceptual ........................................................................................... 21
4.3 Marco legal ..................................................................................................... 33
5. Análisis de datos ....................................................................................................... 34
6. Metodología............................................................................................................... 38
7. Análisis de tipologías ................................................................................................ 43
8. Proceso de Diseño ..................................................................................................... 47
8.1
Requerimientos de Diseño ......................................................................... 54
8.2
Concepto...................................................................................................... 59
8.3
Modelos y simuladores ............................................................................... 60
8.4
Propuestas de diseño................................................................................... 65
8.5
Matriz de análisis comparativo .................................................................. 71
8.6
Diseño de detalles ....................................................................................... 76
8.7
Propuesta de diseño .................................................................................... 79
8.8
Planos técnicos generales ........................................................................... 81
8.9
Plano de despiece ........................................................................................ 84
8.10 Proceso productivo .................................................................................... 86
8.11 Materiales y costo productivo de prototipo ............................................. 92
8.12 Evaluación sonora ..................................................................................... 94
8.13 Viabilidad comercial ............................................................................... 101
8.14 Desarrollo de Marca “Lambda” .............................................................. 103
8.15 Conclusiones ............................................................................................ 106
9.
Referencias y bibliografía ................................................................................ 108
5
Lista de Figuras
Figura 1. Árbol del problema ................................................................................................... 11
Figura 2. Resultado del proyecto de grado. p. 141.................................................................. 19
Figura 3. Proyecto Spack. Recuperado de http://www.grupovibra.cl/spack/ ........................ 19
Figura 4. Corte transversal de un altavoz de bobina Móvil, señalando sus partes
funcionalmente más importantes. (Miraya, 1999, p. 115).............................................. 26
Figura 5. Corte transversal de un excitador de compresión. (Miraya, 1999, p. 117) ............ 27
Figura 6. Excitador de compresión acoplado al ambiente por medio de una bocina
exponencial. (Miraya, 1999, p. 117) ................................................................................ 28
Figura 7. Altavoz de radiación directa sin caja acústica, generando zonas de compresión y
descompresión que producen cancelaciones de sonido. (Miraya, 1999, p. 118) .......... 29
Figura 8. (a) Un bafle cerrado. La onda generada por la parte posterior del cono es
absorbida por el recubrimiento absorbente. (b) Un baffle reflector de bajos. La onda
creada por la posterior del cono recorre una distancia igual a media longitud de onda
antes de salir por la abertura del baffle, lo que hace que llegue en fase con la onda
radiada directamente por la parte delantera del cono. La abertura incluye un tubo de
sintonía. (Miraya, 1999, p. 119) ....................................................................................... 30
Figura 9. Caja de carga simétrica. Fuente: Delaleu, C., Delaleu, H. (1994). “Altavoces y
Cajas Acústicas”, p. 134 ................................................................................................... 31
Figura 10. Caja Cuarto de Onda. Fuente: Delaleu & Delaleu, 1994. “Altavoces y Cajas
Acústicas”, p. 138. ............................................................................................................ 31
Figura 11. Caja Jensen. Fuente: Delaleu & Delaleu, 1994 “Altavoces y Cajas Acústicas”, p.
139. .................................................................................................................................... 32
Figura 12. Estudio de locución y monitoreo de sonido de la radio institucional de la
Universidad Católica de Pereira....................................................................................... 35
Figura 13. Los tres aspectos de modelos mentales. Norman, 1990, p. 234 ........................... 39
Figura 14. Pasos a seguir de la metodología TRUMP del DCU. fuente: Serco Ltd, 2001.
Recuperado de http://www.usabilitynet.org/trump/methods/recommended/index.htm.
Elaboración propia. ........................................................................................................... 40
Figura 15. Esquema de la metodología Design Thinking. Elaboración propia ..................... 41
Figura 16. Esquema de la metodología que se usará en este proyecto. Fuente: elaboración
propia ................................................................................................................................. 42
Figura 17. Promesa de valor ..................................................................................................... 46
Figura 18. Woofer Pronext TS-W1602.................................................................................... 48
Figura 19. Tweeter Hi-Tronic MHT-102................................................................................. 48
Figura 20. Filtro de cruce Peavey PV-D/600 .......................................................................... 49
Figura 21. Amplificador Nobsound NS-01G .......................................................................... 50
Figura 22. Concepto de diseño ................................................................................................. 60
Figura 23. Caja acústica tipo bass-reflex en triplex de 12mm ............................................... 61
Figura 24. Sistema de montaje por riel en caja acústica en MDF de 18mm ......................... 61
Figura 25. Caja acústica tipo bass-reflex adaptable a base de elevación y anclaje a pared. 62
Figura 26. Montaje elevado sobre base.................................................................................... 62
Figura 27. Anclaje a pared ........................................................................................................ 63
6
Figura 28. Socialización a expertos ......................................................................................... 64
Figura 29. Hoja de alternativas número 1 ................................................................................ 67
Figura 30. Hoja de alternativas número 2 ................................................................................ 68
Figura 31. Hoja de alternativas número 3 ................................................................................ 69
Figura 32. Alternativa seleccionada número 1 ........................................................................ 70
Figura 33. Alternativa seleccionada número 2 ........................................................................ 70
Figura 34. Alternativa seleccionada número 3 ........................................................................ 71
Figura 35. Matriz de análisis comparativo .............................................................................. 71
Figura 36. Primera aproximación al doblado Kerf en triplex de pino de 15mm................... 73
Figura 37. Prueba con pino ....................................................................................................... 74
Figura 38. Formaleta de prensado ............................................................................................ 75
Figura 39. Resultados obtenidos, madera de pino 20mm y 12mm respectivamente ............ 75
Figura 40. Grietas expuestas durante el secado de la madera ................................................ 75
Figura 41. Doblado de madera de café con método Kerf ....................................................... 76
Figura 42. Grietas generadas por la tensión de los nudos en la madera de café ................... 76
Figura 43. Plano de módulo y diagrama de plano seriado ...................................................... 77
Figura 44. Detalles de la tapa frontal ....................................................................................... 78
Figura 45. Tablero de madera de café ...................................................................................... 79
Figura 46. Renders de la propuesta seleccionada .................................................................... 80
Figura 47. Circuito eléctrico ..................................................................................................... 85
Figura 48. Esquema del proceso productivo ........................................................................... 86
Figura 49. Resultados arrojados por www.powernest.com .................................................... 87
Figura 50. 261 módulos extraídos de una lámina de MDF de 2.44m x 1.83m x 18mm ...... 88
Figura 51. De izquierda a derecha, módulo cortado, módulos pegados, y caja acústica
resanada y lijada. ............................................................................................................... 89
Figura 52. Detalles estéticos ..................................................................................................... 90
Figura 53. Detalle conexiones tapa trasera .............................................................................. 91
Figura 54. Detalle conexiones eléctricas internas ................................................................... 91
Figura 55. Parámetros de generación de ruido ........................................................................ 94
Figura 56. Generador de Ruido Blanco ................................................................................... 95
Figura 57. Captura de ruido ...................................................................................................... 96
Figura 58. Análisis de frecuencia ............................................................................................. 96
Figura 59. Validación comercial ............................................................................................ 102
Figura 60. Análisis de tipologías de distintas marcas de altavoces Hi-Fi hechos a mano .. 103
Figura 61. Experimentación con el módulo........................................................................... 103
Figura 62. Geometrización de lambda ................................................................................... 104
Figura 63. Isologo de Lambda ................................................................................................ 104
Figura 64. Isologo repetido horizontalmente, se representa la onda resaltada en rojo ....... 104
Figura 65. Estudio de tipografías ........................................................................................... 105
Figura 66. Versiones permitidas de uso de la marca Lambda .............................................. 105
7
Lista de Tablas
Tabla 1. Altavoces Hi-Fi comercializados en el país .............................................................. 43
Tabla 2. Precio y especificaciones ........................................................................................... 44
Tabla 3. Características ............................................................................................................. 45
Tabla 4. Especificaciones TS-W1602 Fuente en línea
http://pronext.com.co/pdf/catalogoweb/catalogo1.pdf ................................................... 47
Tabla 5. Fuente de resultados:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SealedVsPortedSpeakerBox/ ............ 51
Tabla 6. Datos necesarios para realizar el cálculo de volumen, longitud y diámetro del
puerto. Fuente: https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerBoxEnclosure/
............................................................................................................................................ 52
Tabla 7. Resultados obtenidos .................................................................................................. 52
Tabla 8. Datos necesarios para hallar el desplazamiento del driver. Fuente:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerDriverDisplacement/ ............ 53
Tabla 9. Resultados obtenidos .................................................................................................. 53
Tabla 10. Datos necesarios para diseñar la caja acústica. Fuente:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerBoxVolume/ ......................... 54
Tabla 11. Tabla de combinación .............................................................................................. 65
Tabla 12. Combinaciones refinadas que se consideran pertinentes para el proyecto ........... 65
Tabla 13. Datos para doblado de madera tipo Kerf ................................................................ 72
Tabla 14. Ruido Blanco puro.................................................................................................... 97
Tabla 15. Ruido Rosa puro ....................................................................................................... 97
Tabla 16. Prueba ruido blanco a 10cm..................................................................................... 98
Tabla 17. Prueba ruido blanco a 20cm..................................................................................... 98
Tabla 18. Prueba ruido blanco a 50cm..................................................................................... 98
Tabla 19. Prueba ruido blanco a 100cm .................................................................................. 99
Tabla 20. Prueba ruido rosa a 10cm ......................................................................................... 99
Tabla 21. Prueba ruido rosa a 20cm ......................................................................................... 99
Tabla 22. Prueba ruido rosa a 50cm ....................................................................................... 100
Tabla 23. Prueba ruido rosa a 100cm ..................................................................................... 100
Tabla 24. Comparativo Blanco puro por el captado ............................................................. 101
Tabla 25. Comparativo Rosa puro por el captado ................................................................. 101
8
Resumen
La presente investigación, se llevó a cabo a través de una metodología elaborada
combinando el design thinking y el diseño centrado en el usuario siendo éstas las bases del
desarrollo de diseño del proyecto.
Los altavoces de monitoreo o de alta fidelidad (Hi-fi), por su diferencial de calidad
de sonido suelen poseer elevados precios de venta, los cuales limitan significativamente la
asequibilidad a ciertos sectores de la población.
A pesar de eso, el crecimiento en la compraventa de estos dispositivos en los últimos
años ha aumentado significativamente; siempre habiendo un interés creciente por el público
colombiano.
Ahora bien, estos sobrecostos pueden estar justificados por cuestiones técnicoproductivas, económicas y de mercado (tales como impuestos de importación y ganancia del
comerciante).
Sin embargo, la hipótesis que se plantea busca reducir dichos sobrecostos desde el
concepto “música para todos” el cuál pretende desde la metodología desarrollada estandarizar
los procesos, aprovechar la mano de obra local y los componentes que puedan adquirirse en
la región para permitir a un mayor público acceder a estos dispositivos Además de proponer
un diferencial estético que complemente y equilibre el precio final de venta.
El desarrollo de este proyecto permitió aplicar todos los conocimientos adquiridos a
lo largo de la carrera, así como los resultados obtenidos a lo largo de 3 semestres de
investigación de la problemática planteada.
Palabras clave
Caja acústica, altavoz, alta fidelidad, monitores, costo, estudio, casero.
9
Abstract
The following investigation was done by using two methodologies, design thinking
and centered user design, both being the base of the development of the design process of the
project.
Monitor speakers or Hi-fi speakers, because of their outstanding sound quality are
highly priced, being this a barrier for some economic sectors of the population.
However, the non-stopping growth of this market over the last few years has caught
the interest of the Colombian consumers.
The cost overrun can be justified by technical & productive problems, as well as
economical and marketing costs such as importation fees or profit.
The hypothesis seeks to reduce the cost overrun by the concept “Music for everyone”,
that aims to standardize the processes, take advantage of local manufacturing and easy to find
components that can be bought locally through a self-developed methodology so it is possible
for a bigger group of people to afford this kind of devices. Also by purposing an esthetical
differential that complement and balance the final price.
The development of this project allowed to apply all the knowledge acquired through
the career and the aftermath of three semesters of investigation and development of the
project.
Keywords
Acoustic box, speaker, high-fidelity, monitor, costs, studio, home.
10
Introducción
En el presente documento se encuentra una investigación alrededor del diseño de
cajas acústicas para estudios caseros con mano de obra local y con componentes disponibles
en el mercado departamental, centrándose específicamente en la reducción de costos y
mejorando el proceso productivo, así como su atractivo estético y valor diferencial de
dispositivos de reproducción de sonido de alta fidelidad.
Desde el diseño industrial, la experimentación con nuevos materiales a través del
estudio de sus propiedades físico-mecánicas con el fin de potenciar sus propiedades
funcionales y formal-estéticas como la madera de café y el doblado tipo Kerf, o doblado de
madera simple por enchapado darán validez al proceso investigativo.
Con esta perspectiva, este documento busca exponer el desarrollo de un producto que
desde el diseño industrial sustente un diferencial económico y estético que permita a un
mayor público acceder a dispositivos de reproducción de sonido Hi-Fi casero, otorgándole a
su vez una experiencia de usabilidad adecuada al usuario que permita competir con productos
comercializados en el mercado risaraldense.
1. Planteamiento del problema
En el departamento de Risaralda la elaboración de dispositivos de reproducción de
sonido de alta fidelidad, es decir, el conjunto de piezas electroacústicas que permiten
transformar las señales digitales a análogas/físicas (sonido) con una calidad muy alta,
capturando todos los detalles dentro de un rango de frecuencias de onda amplio, no ha entrado
a competir en el mercado departamental y mucho menos nacional. Sin embargo, la
elaboración de cajas acústicas en esta región se enfoca principalmente para los automóviles,
las cuales son personalizadas y se ajustan a diferentes modelos de automóviles que hay en el
mercado.
Ahora bien, en cuanto a la elaboración de cajas acústicas para el sonido profesional,
la gran mayoría provienen de Bogotá, Medellín o bien del exterior del país.
11
Figura 1. Árbol del problema
El costo de estos dispositivos es muy alto y viene dado por tres diferentes causas que
se interrelacionan entre sí. La primera, es que la manufactura de estos dispositivos requiere
de personal calificado y especializado para cumplir ciertas tareas a lo largo del proceso
productivo, por ejemplo, un equipo de diseño que trabaja para la elaboración y diseño de las
formas exteriores, así como interdisciplinarmente con un equipo de ingeniería de sonido para
el diseño y configuración de las cajas acústicas, todo sintetizado en la figura 1.
En segundo lugar, se requieren operarios calificados para operar máquinas para la
transformación del material y configuración de los componentes internos del dispositivo, lo
cuales también devienen en un alto costo ya que Colombia no manufactura esta clase de
tecnología.
En tercer lugar, la complejidad en la elaboración de estos dispositivos, así como el
alto costo de manufactura debido tanto a los componentes de alta calidad (que como se
mencionó anteriormente son importados), al personal especializado, mercadeo, impuestos de
importación, fletes y ganancias devienen en un alto costo para el comprador.
El alto costo de estos dispositivos reduce el interés por parte del consumidor, el cual
tendería a optar por dispositivos más económicos, de menor calidad y sin el mismo respaldo
12
que podrían proveerle marcas de mayor renombre como Mackie, JBL o Peavey, los cuales
manejan precios mucho más altos.
Otro factor que se suma es que la competencia nacional especializada en estos
dispositivos es muy escasa, por lo cual, las empresas extranjeras, así como los comerciantes
de dichas empresas pueden ajustar el costo de estos dispositivos para obtener mejores
ganancias.
Dicho esto, el nicho de mercado para estos productos se comienza a segmentar y a
reducir en cantidad de clientes consumidores, por lo que el ciclo se repite; menos interés por
parte del consumidor, poca competencia, nicho de mercado pequeño. En resumen, menores
ventas.
Se pretende reducir la complejidad productiva de estos dispositivos para reducir el
impacto económico de otras causales. Al abreviar la complejidad productiva, se requerirá
menos personal especializado, reduciendo costos de manufactura. También, al reducir la
complejidad productiva se podrá aumentar la escala industrial, por lo cual se podrán reducir
los precios de venta, aumentando el interés del consumidor, ampliando el nicho de mercado
y fomentando la competencia nacional de estos dispositivos.
De lo anterior se formula la siguiente pregunta de investigación, ¿Es posible diseñar
un dispositivo de reproducción de sonido de alta calidad reduciendo los costos que implican
su producción a través del diseño para competir en el mercado risaraldense?
13
2. Justificación
“De todo el arte, la música es la más
indefinible y la más expresiva, la más insubstancial y
la más inmediata, la más transitoria y la más
imperecedera. Transformada a una danza de
electrones a través de un cable, su fantasma vive.”
Raymond Cooke
El sonido puede definirse de formas muy diversas, sin embargo, según Carrión (2001)
el sonido es una vibración mecánica que se propaga a través de un medio material elástico y
denso (habitualmente el aire), y que es capaz de producir una sensación auditiva. De dicha
definición se desprende que, a diferencia de la luz, el sonido no se propaga a través del vacío
y, además, se asocia con el concepto de estímulo físico. (p.27)
Tal estímulo físico llamado sonido viene en múltiples presentaciones, los sonidos
deterministas (Sonido periódico simple, sonido periódico complejo y sonido transitorio) y
los sonidos aleatorios, todos éstos con características especiales que pueden ser grabados con
un transductor de presión (micrófono) el cual convierte dichos sonidos o señales a nálogas
(físicas) en señales digitales (pulsos o señales eléctricas). Sin embargo, al reproducirlos desde
un medio digital a uno análogo pueden distorsionarse y reducir la fidelidad del sonido.
Ahora bien, para comprender la importancia del sonido de alta fidelidad, es primordial
definir qué es la alta fidelidad en el sonido, así que se citará el caso de KEF, una compañía
especializada en la acústica de alta fidelidad desde 1961 que fue más allá de la simple idea
de reproducir sonido tan similar como fuese posible al original. Y se enfoca en la cantidad
de factores que intervienen en la reproducción de un sonido. La pregunta qué KEF formula
en el desarrollo de productos es “¿Suena real?”, es aquí cuando la definición de sonido de
alta fidelidad puede transmutarse a la idea principal de la pregunta formulada por KEF en la
cual el receptor del sonido sienta que el emisor inicial, sea este un instrumento o conjunto de
instrumentos musicales, digitales o bien un narrador (habiendo o no un trasfondo de
intervención ingenieril en la producción de dicho sonido), al ser emitidos a través de un
nuevo emisor, éste último no distorsione la emisión inicial, de manera que, el sonido
producido sea tan fiel al inicial como sea posible.
14
¿Quiénes consumen el sonido de alta fidelidad?, dicha pregunta tiene 2 respuestas,
los primeros consumidores (y quizá los más importantes) son aquellos productores e
ingenieros de sonido profesional, quienes manipulan el sonido en pro de mejorarlo y ofrecer
un producto sonoro de mejor calidad para los segundos consumidores, los audiófilos o
estereófilos, un nicho que la revista PCmag describe como:
Un individuo que está muy interesado y es entusiasta sobre la calidad de
sonido de un equipo de sonido estéreo o sistema de teatro en casa. Componentes de
audio de alta calidad son diseñados para reproducir el audio sin agregar distorsiones
o coloraciones.
Camilo Herrera (2015), gerente de Raddar Consumer Knowledge Group, señaló para
un artículo de la revista Semana, que dicho mercado tiene un potencial de crecimiento, ya
que los audiófilos tienen “la capacidad de entender las diferencias en la calidad del audio y
esas personas educan a los que no saben, lo cual hace que el mercado crezca”.
Potenciar dicho crecimiento a través del desarrollo de producto que pueda satisfacer
tal nicho es una oportunidad de diseño que debe ser aprovechada desde el estudio de la
acústica, el nicho y el mercado de productos de reproducción de audio de alta fidelidad en un
ambiente competitivo.
La revista P&M (Publicidad y Mercadeo) publicó un artículo en formato digital en el
cual se muestran las conclusiones de un estudio llamado “Estado del audio digital en
Colombia” realizado por Audio.Ad y Oh! Panel a 1000 usuarios, para conocer los hábitos de
consumo de audio de los colombianos, y dentro de las conclusiones se encontró que el 78%
de los encuestados escuchan audio digital, ya sea por radio, internet, streaming, etc. Además,
el tiempo de escucha de 5 de cada 10 consultados oscila entre 1 y 3 horas por día, siendo la
principal actividad escuchar música 65%. (Audio.ad & OhPanel, 2015)
Las premisas anteriores dan a entender que la actividad de reproducción de audio es
importante en el país, y que el mercado del audio de alta fidelidad tenderá a crecer. Sin
embargo, el audio de alta fidelidad es un lujo que pocos se pueden dar, los elevados costos
de estos equipos dificultan la adquisición de éstos por parte de usuarios que están interesados
en adentrarse en el mundo del sonido de alta fidelidad y que no tienen el capital suficiente
15
para adquirirlos, ya que los precios de unos altavoces de monitoreo de entrada tienen un costo
de $525.000 el par, llegando incluso a los $650.000 por unidad, es decir, 1’300.000 el par a
la fecha. El desarrollo de una propuesta de producto que, desde el diseño industrial, permita
la producción regional de dispositivos de reproducción de audio de alta calidad a un menor
precio es una oportunidad que se puede aprovechar desde la necesidad de productores o
ingenieros de sonido profesional de la región risaraldense, a modo de cooperación, aportando
ideas y conocimiento en el proceso de desarrollo de producto, pudiendo satisfacer no solo a
los productores sino también estimulando el mercado con un producto de alta calidad y
regional.
La ciudad de Pereira cuenta con un club para amantes del audio, específicamente en
la rama del car audio; el club SSP “Street Sound Pereira”, es un club que desde el 2012, busca
dejar en lo alto el nombre de la ciudad de Pereira a nivel nacional en competencias en la
modalidad de Car Audio en el país. Se reúnen semanalmente para exponer diferentes
configuraciones y modificaciones generales del automóvil, pero más específicamente se basa
en la exposición de la modificación y adaptación de sistemas de sonido de alta calidad y
potencia a automóviles comunes.
El estudio de grabación y sala de ensayo profesional Artist Pro, también ubicado en
la ciudad de Pereira, busca promover una alta calidad de sonido, además de ofrecer múltiples
servicios que promuevan el desarrollo de una propuesta de sonido profesional para artistas
pequeños y medianos.
También hay una variedad de empresas en la ciudad que se dedican a la elaboración
de estos equipos personalizados y a pedido del cliente bajo características basadas en
potencia, estilo y estética, habiendo más de 10 de estos establecimientos en las carreras 11va
y 12va entre las calles 27 y 35. Sin contar además las tiendas especializadas en electrónica
que comercializan componentes electroacústicos a lo largo de la calle 16 entre carreras 5ta y
7ma. Lo que demuestra la capacidad productiva de estos pequeños y medianos empresarios
de poseer no solo el conocimiento sino también la capacidad tecnológica de producir sistemas
de reproducción de sonido personalizados, así como de alta calidad y fidelidad.
Desde el diseño industrial, la exploración en nuevos materiales y configuraciones
formales que realcen el atractivo estético del producto para llamar la atención del usuario;
16
los desarrollos en tecnologías de la producción del dispositivo podrán ser atendidas por el
diseño industrial con la colaboración multi e interdisciplinaria de expertos de la región; el
estudio de condiciones de viabilidad productiva regional dependiendo de materiales y piezas
propuestos por expertos.
17
3. Objetivos
3.1 Objetivo general
Reducir el costo de los dispositivos de audio de alta fidelidad para estudios caseros mediante
el diseño y la manufactura local de sistemas de reproducción de sonido cumpliendo con las
medidas del sonido profesional.
3.2
Objetivos específicos
•
Minimizar la complejidad técnico-productiva de las cajas acústicas desde la
experimentación y configuración de los elementos internos y externos para lograr
un sonido profesional.
•
Posibilitar la serialización de sistemas de reproducción de audio por medio de
tecnologías de la producción local reduciendo los costos de elaboración.
•
Diseñar una caja acústica formal-estéticamente funcional que se adecue a las
necesidades de los usuarios facilitando su usabilidad.
18
4. Marco teórico
4.1 Antecedentes
Para el desarrollo del proyecto es necesario tener en cuenta múltiples lineamientos
teóricos, tales como conceptos básicos sobre la acústica, las propiedades del comportamiento
del sonido en cajas acústicas (o de resonancia), materiales propicios para la construcción de
estas.
Para comenzar, el libro Acustics, an introduction (2007) por Heinrich Kuttruff, así
como The audio Expert (2012) por Ethan Winer y Acústica y sistemas de sonido (1999) por
Federico Miraya nutren el entendimiento de los conceptos físicos, así como dispositivos
generadores de sonido (transductor electroacústico), y el comportamiento de las ondas
sonoras a través de diferentes medios físicos.
Por otro lado, el libro Acústica (1969) por Leo L. Beranek, así como el articulo
Algunos aspectos a considerar en el diseño de altavoces (2011) por Ramis, J. Segovia, E. Y
Carbajo, J. Apoyan el proyecto desde las características de elementos eléctricos, las
características de éstos y la configuración que deben tener para funcionar de manera
adecuada.
Ahora bien, el artículo Diseño electroacústico de sistema de altavoces para
megafonía (2010) por el Ingeniero German Moreira Leyton, en el cual detalla el diseño de la
geometría de una caja acústica para el diseño de megáfonos. Pudiendo profundizarse y
ampliarse y entender características clave con el artículo Cajas acústicas, características y
aplicaciones (2011) por Gerardo Pellis, German Vargas Y Emanuel Zambroni, y con el
artículo Diseño de cajas acústicas por Carlos García Puertas.
Como proyectos de grado de referencia Diseño e implementación de un sistema de
refuerzo sonoro estéreo a tres vías (2006) por Federico L. Bustillo, Nicolás Mariño, y Jaime
Velandia de la Universidad de San Buenaventura, el cual resuelve el diseño de un sistema de
refuerzo sonoro (amplificación de sonido) reduciendo costos sin perder la calidad para
competir en el mercado nacional con marcas extranjeras (Figura 2).
19
Figura 2. Resultado del proyecto de grado. p. 141
La intervención desde la forma y función, mas no de la calidad del sonido puede tomarse
como referente Spack (Figura 3) desarrollado por Grupovibra (Chile), el cual, a través de una
caja acústica elaborada en cartón, con motivos personalizables busca darle un concepto de
relación personal con el usuario.
Figura 3. Proyecto Spack. Recuperado de http://www.grupovibra.cl/spack/
El sonido de alta fidelidad en Colombia no es cosa nueva, desde la llegada de los
equipos de sonido al mercado colombiano la competencia entre diferente diferentes marcas
japonesas como Sony y Panasonic o incluso Pioneer han propiciado un mercado en
20
crecimiento exponencial sobre todo en los últimos años, cuando ya la diversificación de los
medios de comunicación ha potenciado el mercado del audio en general.
En la primera década de los 2000, el enfoque por el audio estaba centrado en el
automovilístico, lo que hoy día se conoce como “CARAUDIO”, un espacio en el cual un
grupo de personas expone a modo de show la potencia y calidad de audio de su automóvil,
algo que tuvo un pico de interés principalmente en el año 2007, donde además del audio se
exponían la innovadora idea de incluir pantallas digitales en los asientos a modo de ofrecer
diferentes alternativas de entretenimiento.
El interés se hizo latente no solo en Colombia, sino también en mercados extranjeros;
es así como Volvo (Compañía sueca de automóviles) y Dynaudio (Compañía danesa de
audio) decidieron atacar mediante propuestas de procesamiento digital de sonido de alta
fidelidad.
Liliana Gnecco (2007), entonces gerente comercial de Volvo, afirma también que
Volvo es uno de los pocos fabricantes que desarrolla tanto el sistema de sonido como sus
componentes, destacando la eficiencia y el cuidado de la calidad de audio de sus vehículos.
(El Tiempo, 2007, sp)
Por otro lado, el mercado se ha vuelto más competente en la última década, no solo
por la expansión del contenido multimedia a través de la red y los servicios de streaming,
sino también por la cantidad de empresas que buscan destacar un diferencial entre las demás.
Geneva Sound System ha apostado introduciéndose al mercado colombiano en 2013
con su gama de productos de sonido de alta fidelidad, aunque su mercado apunta a competir
con gamas altas donde los precios pueden superar los 5 millones de pesos. Precisan tales
precios debido a la ingeniería, precisión e innovación tecnológica suiza. (El Tiempo, 2013,
sp)
Ahora bien, KEF, una reconocida marca inglesa que desde 1961 ha buscado “una
síntesis única de ingeniería y diseño…” en cuanto a la calidad y cuidado de sus altavoces no
solo por su aspecto práctico sino también estético, y que se dio a relucir el jueves 6 de
noviembre de 2014 gracias a Schallertech, una empresa colombiana dedicada a la adaptación
acústica e instalación de equipos de sonido de alta fidelidad así como sistemas de multimedia
21
digital y los primeros en crear la primera sala Dolby Atmos (tecnología de audio inmersivo
que reproduce el sonido de objetos dinámicos a través de múltiples canales de audio) del país.
(Diffusion Magazine, 2014, sp)
Cabe resaltar que Sony ya visto la oportunidad de replantear su propuesta de audio en
Latinoamérica, principalmente en México, donde plantean atacar una tendencia al alza del
gusto por una calidad de audio superior.
Yurel de la Cruz (2015) entonces gerente de mercadotecnia de audio de Sony en
México afirma que los usuarios prefieren buena calidad, compacta y portable, potente y con
diseño. (El Financiero, 2015, sp)
Adicionalmente el surgimiento de nuevas TIC ha propiciado una interesante gama de
productos que destaca la reproducción de sonido sin cables (Wireless) a través de tecnologías
como Bluetooth y Wi-Fi combinadas con servicios de streaming.
Propuestas como la de Samsung, JBL, Bang & Olufsen y Harman/Kardon entre otras
que apuntan por la reproducción de sonido 360, es decir, que las ondas de sonido se
propaguen en un radio total y no focalizado, sin quitarle la calidad al sonido por la generación
de interferencias de onda muestra el desarrollo ingenieril, tecnológico y de diseño que ha
alcanzado el audio de alta calidad/fidelidad en nuestro país.
4.2
Marco conceptual
4.2.1
Sonido
El sonido, es un fenómeno ondulatorio que se da por la propagación de una
perturbación de un medio físico o fluido como el aire. Esta perturbación puede entenderse
más fácilmente por las ondas en el agua generadas cuando se deja caer una piedra sobre una
pileta. (Miraya, 1999, p. 2)
22
Se puede deducir además que dicha propagación esta sujeta a las características del
medio por el cual se desplaza, es decir, su propagación es diferente en un fluído o en un gas
de diferentes densidades.
Desde una perspectiva más técnica, cuando las partículas de un fluido están en
“reposo” (puesto que las partículas en un entorno natural vibran y se desplazan
aleatoriamente por un medio), se dice que no hay perturbación en él, por ende, tampoco hay
sonido. Sin embargo, cuando se perturba el medio en cierta dirección por un cambio de un
factor como la presión, las partículas acelerarán y se verán desplazadas con respecto a su
posición de reposo. (Beranek, 1969, pp. 3-5)
En este caso, dichas perturbaciones serán generadas por medio de un dispositivo
eléctrico-mecánico que opera sobre un rango de frecuencias determinado.
Ahora bien, la pertinencia del sonido para este proyecto es primordial, ya que en sí la
función principal del desarrollo del producto es la de producirlo a través de transductores
electroacústicos configurados en una caja de resonancia adecuada que permita aprovechar al
máximo las características de dichos transductores.
Sonidos periódicos
El sonido como fenómeno natural no es el resultado de una sola perturbación, sino de
múltiples y sucesivas, es por esto por lo que se les llama sonidos periódicos y pueden
dividirse en ciclos, los cuales abarcan lo que sucede entre dos perturbaciones sucesivos.
(Miraya, 1999, pp. 4-5)
En los sonidos periódicos existe un rango de definiciones que cabe mencionar, puesto
que cumplen un papel importante en el comportamiento de dichas perturbaciones.
•
Longitud de onda
La longitud de onda se representa con la letra griega lambda, λ, y se define como “la
distancia entre dos perturbaciones sucesivas en el espacio. Se mide en metros (m) o en
centímetros (cm), y para los sonidos audibles está comprendida entre 2 cm (sonidos muy
agudos) y los 17 m (sonidos muy graves)”. (Miraya, 1999, pp. 5-6)
•
Periodo
23
El periodo (T) se define como el tiempo que ha pasado entre una perturbación y la
siguiente, midiéndose en segundos (s) o milisegundos (ms). Los seres humanos pueden
escuchar sonidos con un periodo de entre 0,05 ms (muy agudos) y los 50 ms ( sonidos muy
graves). El cerebro humano integra los ciclos en una única sensación sonora debido al corto
tiempo que hay entre cada ciclo. (Miraya, 1999, p.6)
•
Frecuencia
La frecuencia (f) es uno de los parámetros más importantes de la acústica, y se define
como la cantidad de ciclos por segundo o perturbaciones por segundo y se mide en Hertz
(Hz). Las frecuencias de sonido audibles para los seres humanos oscilan entre los 20 Hz
(sonidos graves) y los 20.000 Hz (sonidos agudos) también representados como kHz o Kilo
Hertz. (Miraya, 1999, pp. 6-7)
Tanto la longitud de onda, como la frecuencia y el periodo son de gran importancia
para comprender e interpretar los datos que arrojen las pruebas de comprobación que se
utilizarán para medir la calidad de sonido que el desarrollo de este proyecto puede alcanzar,
así como para poder conocer las especificaciones técnicas de los componentes y del producto
final.
4.2.2
Acústica
La acústica es la ciencia del sonido que estudia su origen y propagación, bien sea en
el espacio libre o en tubos y canales, o en espacios cerrados. Es la base de muchos fenómenos
fundamentales y de múltiples aplicaciones prácticas.
Su tarea principal es la de formular las leyes físicas que gobiernan el sonido cuando
este se propaga por el espacio libre, aunque es igual de interesante cuando dicha propagación
se ve alterada por obstáculos de cualquier tipo, o se conduce a través de diferentes clases de
canales. Es más, este puede viajar a través de estructuras sólidas como paredes y pisos de
edificios, y puede transmitirse a través de ventanas y puertas.
Otra importante manifestación del sonido es la de la música, en la cual las culturas
humanas juegan un papel importante, anteriormente desde un origen ritual. Hoy día la música
cumple un papel más enfocado a las artes o al entretenimiento, sin embargo, los aspectos
24
acústicos de la música se enfocan en una disciplina particular llamada “acústica musical”, la
cual por un lado examina la producción de tonos con instrumentos musicales, y por la otra la
percepción de dichos tonos por los receptores (oyentes). En este punto la acústica se mezcla
con la psico acústica, la cual tiene como fin investigar sistemáticamente la manera en la que
los sonidos de cualquier clase son procesados y percibidos por nuestra escucha . (Kuttruff,
2007, pp. 4-5)
La acústica se hace entonces pertinente desde la perspectiva del estudio adecuado del
sonido en un espacio con fines funcionales, basandose en los requerimientos y características
que se adecuen más a un contexto y/o usuario específico.
Direccionalidad y espacialidad del sonido
La direccionalidad es la capacidad de localizar la dirección de la fuente del sonido,
permitiendo ubicar visualmente una fuente sonora luego de escucharla. La direccionalidad
está vinculada con dos fenómenos.
El primero es la diferencia de tiempos que hay entre la percepción de un sonido con
el oído derecho y el izquierdo.
El segundo fenómeno es la diferencia de presiones sonoras (intensidades), causadas
por la diferencia entre las distancias, un ejemplo de ello es cuando el sonido viene de la
izquierda, la presión sobre el oído izquierdo será mayor.
Por otro lado, la espacialidad del sonido depende de múltiples factores. El primero de
ellos es la distancia entre la fuente y el oído, por lo cual, a mayor distancia de la fuente la
presión es menor. Sin embargo, si la fuente es desconocida, el cerebro la asociará
inconscientemente con alguna que resulte más familiar.
El segundo factor son las reflexiones tempranas, éstas se dan principalmente en
ambientes cerrados, cuando la onda sonora se refleja en las paredes múltiples veces,
proveyendo al sistema auditivo una clave de su relación con la distancia entre las paredes,
vinculándose así al tamaño del ambiente, creando una sensación de ambiencia.
25
El tercer factor es la reverberación, el cual se produce como consecuencia de
numerosas reflexiones tardías del sonido, las cuales se sobreponen progresiva y
exponencialmente. Es el hecho de que el sonido continúa prolongándose aún después de que
la fuente ha dejado de emitirlo.
Finalmente, el factor de movimiento de la fuente, más conocido como efecto Doppler,
por el cual la frecuencia de una fuente móvil parece cambiar. El ejemplo más conocido es el
de la sirena de una ambulancia. Cuando ésta se acerca a nosotros, la altura (frecuencia) de la
sirena aumenta, haciendo parecer al sonido más agudo, pero cuando se aleja la altura es
menor y su sonido se parece hacerse más grave. (Miraya, 1999, pp. 25-28)
La direccionalidad del sonido desde una perspectiva más general permite comprender
el mundo tridimensinal en el que vivimos; así mismo permite crear dicha sensación de una
manera artificial a través de elementos generadores de sonido cambiando la frecuecia y la
intensidad con la que es producido.
Estereofonía
El sentido de la escucha de los seres humanos es capaz de identificar la procedencia
de un sonido, y en conjunción es capaz de reconocer la estructura espacial de los campos de
sonido y las fuentes de sonido hasta cierto grado. Esta capacidad facilita el entendimiento del
dialogo en presencia de ruidos y sonidos externos, o bien en un lugar con alta reverberación.
Sin embargo, el problema de la transmisión de sonido estereofónico deriva del alto
recurso técnico que se requiere para crear y operar un amplio número de canales de
transmisión, es por esto por lo que hoy día se suele preferir un mínimo de canales, solo dos,
uno para cada oído canal izquierdo L (Left) y canal derecho R (Right).
La habilidad del ser humano para distinguir la direccionalidad y espacialidad del
sonido está íntimamente ligada con la estereofonía, ya que jugando con los retrasos e
intensidad en las frecuencias se puede crear la ilusión o impresión de una direccionalidad del
sonido. (Kuttruff, 2007, sp)
26
4.2.3
Altavoz (transductor electroacústico)
El altavoz, es un transductor electro acústico que convierte señales eléctricas en
sonido, hay dos tipos principales de los altavoces, aquellos con superficie vibrante (llamada
diafragma) que radia el sonido directamente al aire, y otros que interponen una bocina entre
el diafragma y el aire. (Beranek, 1969, p. 194)
A la hora ya sea de consumo de alta fidelidad o bien en sonido profesional, suelen
usarse dos o más altavoces para cubrir distintos rangos de frecuencia; cada uno de los
altavoces, dependiendo del rango de frecuencia puede ser catalogado como:
•
Woofer: con un diámetro que varía entre 8” y 18”, los cuales alcanzan frecuencias
hasta los 1,5 kHz.
•
Squakers: con un diámetro entre las 5” y las 12”, los cuales cubren frecuencias medias
entre los 500 Hz y los 6 kHz.
•
Tweeters: estos cubren el rango de altas frecuencias por encima de los 1,5 kHz e
incluso por encima de los 6 kHz. (Miraya, 1999)
Figura 4. Corte transversal de un altavoz de bobina Móvil, señalando sus partes
funcionalmente más importantes. (Miraya, 1999, p. 115)
27
En la figura 4 se representa un altavoz de bobina móvil, también conocido como
altavoz de radiación directa. Resulta satisfactorio para bajas frecuencias (máximo 900 Hz
para un altavoz de 15”).
Está constituido por un circuito magnético, placa posterior con polo central cilíndrico
montado sobre su centro. Placa anterior con forma de arandela más pequeña. Entre la placa
anterior y el polo central queda un espacio de aire denominado entrehierro en el que se aloja
la bobina, la cual está montada sobre un tubo de papel que se comunica con el cono
(diafragma) y que, gracias a un imán permanente con forma de arandela se crea un poderoso
campo magnético. Cuando se hace circular una corriente a través de la bobina al estar inmersa
en un campo magnético ésta genera una fuerza que le imprime movimiento, el cual se
transmite al cono, generando una alteración en la presión del aire circundante, propagando
así el sonido. (Miraya, 1999, pp. 115-116)
Ahora bien, para las altas frecuencias, el altavoz anterior carece de la capacidad de
hacer su cono vibrar a una misma frecuencia, por lo cual, en algunas zonas se crean presiones
positivas y en otras negativas, cancelando las ondas de sonido y provocando una reducción
en la energía sonora irradiada. Es por esto por lo que cuando se buscan reproducir altas
frecuencias se utilizan los excitadores de compresión o compression driver (Figura 5) como
tweeters, los cuales generan presiones de sonido muy elevadas que se normalizan mediante
una bocina, la cual opera como un adaptador de impedancia acústica.
Figura 5. Corte transversal de un excitador de compresión. (Miraya, 1999, p. 117)
28
Aunque los excitadores de compresión poseen también un diafragma, éste no tiene
forma cónica, sino de cúpula, adicionalmente existe un corrector de fase también con forma
de cúpula con perforaciones internas que se comunican con la garganta del excitador,
compensando las distancias que debe recorrer el sonido desde distintos puntos del diafragma
hasta la garganta, evitando la cancelación de ondas sonoras.
Finalmente, como se mencionó anteriormente, la normalización de las presiones se
realiza acoplando una bocina a la cubierta exterior del excitador. La forma más típica de estas
bocinas es la exponencial (Figura 6), la cual suele tener una vista frontal rectangular, y que
gradualmente reduce la impedancia acústica causada por las ondas del excitador acústico.
Figura 6. Excitador de compresión acoplado al ambiente por medio de una bocina
exponencial. (Miraya, 1999, p. 117)
4.2.4
Cajas acústicas
Con el fin de mejorar las características de la radiación sonora, se montan los
altavoces en cajas acústicas, mejorando así también la maniobrabilidad y protección de los
mismos.
“En el sonido profesional de gran potencia, las cajas acústicas poseen un único
altavoz, y se coloca una caja o más por cada rango de frecuencia, con características
optimizadas para dicho rango” (Miraya, 1999, p. 114)
La tarea de las cajas acústicas, o sonodeflector, o baffle, es la de contrarrestar el efecto
del dipolo acústico, causado por el cono cuando éste vibra, generando una compresión en la
29
zona delantera y una descompresión en la parte trasera (Figura 7), generando un patrón
direccional irregular y un menor rendimiento sonoro.
Figura 7. Altavoz de radiación directa sin caja acústica, generando zonas de compresión y
descompresión que producen cancelaciones de sonido. (Miraya, 1999, p. 118)
Hay diversas clases de bajos, una de ellas es el baffle infinito o sonodeflector infinito,
el cual consiste en montar el altavoz al ras de una pared sobre un agujero prefabricado en
ésta, por lo que las ondas de compresión y descompresión no pueden mezclarse.
Aprovechando la totalidad de la onda radiada por el altavoz.
El segundo de ellos es el baffle cerrado (Figura 8 a), el cual utiliza una caja recubierta
interiormente con material absorbente, haciendo que su interior se comporte como un espacio
abierto, aunque se usan con sistemas de pequeña potencia y alta frecuencia.
El tercer tipo es el baffle abierto o ventilado, el cual es ampliamente usado para las
cajas que reproducen bajas frecuencias (bajos). Uno de los más sencillos es el reflector de
bajos (Figura 8 b), el cual irradia 2 ondas, la primera la cual es generada directamente por el
cono.
La segunda generada por la cara posterior del mismo, la cual genera una
descompresión de la cara interna y posterior del cono, saliendo por una abertura o boca del
bafle.
30
Para evitar que las ondas se contrarresten se obliga a la onda posterior a recorrer cierta
distancia para que cuando la onda inicial (la generada directamente por el cono) salga, ésta
se vea reforzada por la onda secundaria.
Figura 8. (a) Un bafle cerrado. La onda generada por la parte posterior del cono es
absorbida por el recubrimiento absorbente. (b) Un baffle reflector de bajos. La onda
creada por la posterior del cono recorre una distancia igual a media longitud de onda
antes de salir por la abertura del baffle, lo que hace que llegue en fase con la onda radiada
directamente por la parte delantera del cono. La abertura incluye un tubo de sintonía.
(Miraya, 1999, p. 119)
Los tubos de sintonía pueden definirse como un laberinto que mejoran la respuesta
en muy baja frecuencia, debido a que hacen que el sonido recorra un camino más largo,
agregando resonancia a la caja, enfatizando solo aquellas frecuencias que solo han recorrido
aproximadamente media longitud de onda. (Miraya, 1999, pp. 118-120).
Además de estas cajas acústicas, existen otras más complejas que ofrecen una amplia
variedad de opciones de configuración interna, tales como la caja de carga simétrica Figura
9), la cual es una combinación de caja cerrada y bass-reflex, estando la bocina acoplada a la
caja cerrada, pero dirigiendo el sonido a una caja abierta.
31
Figura 9. Caja de carga simétrica. Fuente: Delaleu, C., Delaleu, H. (1994). “Altavoces y
Cajas Acústicas”, p. 134
Figura 10. Caja Cuarto de Onda. Fuente: Delaleu & Delaleu, 1994. “Altavoces y Cajas
Acústicas”, p. 138.
Otras cajas como la Cuarto de Onda (Figura 10) o la Jensen (Figura 11), permiten
mejorar las frecuencias graves.
32
Figura 11. Caja Jensen. Fuente: Delaleu & Delaleu, 1994 “Altavoces y Cajas Acústicas”,
p. 139.
4.2.5
Mercado
El foco directo de sistemas de reproducción de sonido de alta fidelidad es ocupado
por 2 nichos específicos.
El primero de ellos es aquel individuo que trabaja en el campo de la creación de
contenido multimedia, como la producción musical, edición de audio, estudios de grabación
de audio o radiodifusión en un ámbito profesional o no profesional.
El segundo está conformado por un grupo de individuos catalogados como
“audiófilos”, los cuales buscan satisfacer sus necesidades recreativas de consumo de
contenido sonoro como la música de forma tan fiel como sea posible, es decir, buscan
escuchar dicho sonido como se pretendía por el creador, bien sea un artista musical o
productor. Camilo Herrera (2015), gerente del Raddar Consumer Knowledge Group afirmo
para la revista Semana en su artículo Lo que los colombianos pagan por un sistema de audio
33
que “la capacidad de entender las diferencias en la calidad del audio y esas personas educan
a los que no saben, lo cual hace que el mercado crezca”.
A pesar de que uno de los nichos se centra en la producción y el otro en la recreación,
ambos buscan un rango de frecuencias plano, que les permita dilucidar con total claridad el
amplio espectro sonoro que la configuración de los componentes electroacústicos y acústicos
permita.
4.3
Marco legal
Algunas de las normativas que se deben tener en cuenta a la hora de realizar el
proyecto son las siguientes.
NTC 2050: Código eléctrico colombiano
El objetivo del código es la salvaguardia de las personas y de los bienes contra los
riesgos que pueden surgir por el uso de la electricidad.
Su cobertura para este proyecto se basa en las instalaciones de conductores y equipos
que se conectan con fuentes de suministro de electricidad, ya que al poseer componentes
eléctricos que requieren conexión directa a una fuente de fluido eléctrico, se hace necesario
cumplir con los estándares de seguridad para el buen funcionamiento del aparato, así como
de garantizar seguridad al usuario de éste.
Se
puede
encontrar
en
su
totalidad
en
el
siguiente
enlace:
http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/1994/62131924C149_anex
o.pdf?sequence=2
AES2-1984 (r2003)
El objetivo de esta norma realizada por la Audio Engineering Society es medir
potencia nominal de transductores electroacústicos para estandarizar adecuadamente el rango
de frecuencias que cada transductor posee.
La cobertura para este proyecto garantiza una mejor medición y trazabilidad de los
rangos de frecuencias sonoras que se pondrán a prueba por cada altavoz, así como las
limitaciones de éste.
34
Se puede encontrar parcialmente en el siguiente enlace:
http://diy-audio.narod.ru/litr/AES2-1984-r2003.pdf
5. Análisis de datos
En una entrevista realizada al Diseñador Industrial Gustavo A. Peña, se obtuvieron
datos interesantes a lo largo del desarrollo de la entrevista, en primera instancia, las etapas
de desarrollo de un producto sonoro pueden verse afectadas positiva o negativamente a través
de la correlación de múltiples factores, no solo directamente relacionados con la reproducción
de dispositivos de alta calidad, sino también en un principio por los receptores de la fuente
directa de sonido.
Resaltó también que las condiciones del entorno también pueden influir en la
reproducción de éste; una configuración acústica adecuada del entorno permite no solo
escuchar claramente todo el rango de frecuencias, sino también evitar la reverberación,
armónicos o interferencias que distorsionen la frecuencia de la onda sonora.
Se suman a esto características internas de la caja de resonancia o caja acústica de
particulares, desde su configuración morfológica interna, además de aislamientos internos
con espumas o fibras de vidrio. Más aún, la distribución interna de la caja acústica o de los
transductores acústicos (parlantes) en ésta.
En algunas configuraciones internas se pueden configurar paredes que alteren adrede
las frecuencias resultantes emitidas por el parlante cuando éstas son amplificadas por la caja
acústica, con el fin de balancearlas o amplificar rangos de frecuencia bajos, medios o altos.
En el mejor de los casos podría destinarse una caja acústica para cada rango de
frecuencia, logrando así un rango de ecualización lo suficientemente amplio para balancear
el sonido lo más posible.
Ahora bien, en el mercado colombiano en los últimos 5 años se ha visto un interés
sustancial por parte del consumidor acerca del audio de alta fidelidad; el nicho de mercado
se ha venido ampliando y diversificando a tal punto que nuevas empresas surgen cada año
con una propuesta que apunta no solo competir, sino generar un diferencial en diseño que
resalte el valor estético del sonido de alta fidelidad. (Semana, 2015, sp)
35
En una visita a un contexto especializado, en este caso la radio institucional de la
Universidad Católica de Pereira se habló con la comunicadora social y periodista Luisa M.
Colorado acerca de las necesidades de reproductores de audio de alta calidad. La experta
afirmó que, al desarrollar ejercicios de grabación, mezclado, masterizado y ecualización de
material se hace muy importante cuidar el sonido en cualquier ámbito, es decir, evitar a toda
costa interferencias, sonidos de fondo o reverberaciones (ecos) que afecten el resultado final
de la emisión, así como la regulación de la amplificación de frecuencias a través de un
monitoreo constante de la emisión, que permita una calidad de audio emitido limpio.
Figura 12. Estudio de locución y monitoreo de sonido de la radio institucional de la
Universidad Católica de Pereira
Aunque aseguró que este último es recomendable hacerlo a través de auriculares ya
que al tener la fuente de sonido más cercana permite detallar más fácilmente cualquier
distorsión, y agregando también el cuidado del contexto en el que se realizan estas actividades
donde no entren fuentes externas de sonido que puedan alterar el resultado final.
El día 12 de marzo del 2018 se realizó una entrevista a Jimmy Buitrago, quién trabaja
en CompuAudio, ubicado en la Cra 7 # 15-73 local 1, al cual se le realizaron una serie de
preguntas en cuanto al sonido, pertinencia, fabricación de altavoces Hi-Fi y razones por las
que prefiere el sonido Hi-Fi.
36
Asegura que conoce el sonido Hi-Fi, le gusta por ser un sonido estéreo que permite
captar mejor diversas frecuencias. Construyó sus propios monitores por el factor costo, ya
que dice que normalmente son muy costosos. Se basó en copiar diversas medias de tipologías
que ha manejado y adquirido tales como Yamaha, M-audio y Behringer logrando reducir a
la mitad el costo de éstos, la diferencia principal radica en que éstos tienen amplificador, es
decir, son activos, mientras que los que fabricó son pasivos.
Al preguntarle qué tipo de componentes usó en los monitores que fabricó, recomendó
woofers de buena calidad, es decir, que posea un buen imán y bobina, en cuanto al tweeter
recomendó un imán de platino, ya que los de cuarzo generan más ruido que brillo.
También asegurando que las cajas acústicas que ha utilizado son cajas selladas,
usando como material triplex lo más condensado posible, puesto que reduce los armónicos.
Finalizando la entrevista Jimmy aseguró que estaría dispuesto a pagar alrededor de
$1’000.000 por monitores activos y $500.000 a $600.000 por monitores pasivos.
El 31 de marzo se entrevistó a uno de los productores de Artist Pro, ubicado en la Cra
13 #2815 en la ciudad de Pereira, Juan David Ramos asegura conocer el Audio Hi-Fi, ya que
es muy necesario para obtener la mejor calidad en la mezcla final. No construiría sus propios
monitores ya que le tomaría mucho tiempo investigar y encontrar las piezas adecuadas.
En Artist Pro se usan principalmente KRK Rokit 8 los cuales por unidad oscilan en
$1’000.000, por lo que la inversión por el par oscilaría los $2’000.000. También han utilizado
Bose.
Al aproximar una pregunta enfocada a la estética de dichos equipos, Juan David
aseguró que no era algo de gran importancia, es mucho más importante la calidad del sonido,
siendo en sí la función principal de los monitores y que quizá la practicidad de un sistema
montaje depende de las instalaciones y las condiciones acústicas del entorno.
En resumen, la pertinencia del factor estético es subjetivo y podría generar un valor
diferencial si se aprovecha su potencial desde una perspectiva que ofrezca un valor adicional
al funcional.
37
Así mismo, la configuración tanto interna como externa que permita un adecuado
aprovechamiento de las características de los componentes permitiendo así no solo explotar
al máximo el valor funcional sino también su usabilidad optimizando la relación con el
usuario.
Conocer las características del contexto u entorno en el que se utilizará el dispositivo
desarrollado permitiría hacer ajustes que mejoren en distintas iteraciones o pivotes la calidad
del producto a través de la interacción con el usuario.
Las recomendaciones de los comerciantes fueron de gran valor para conocer los
componentes de mejor calidad que se comercializan en la región y que ofrecen una adecuada
relación calidad/precio.
También fue de gran valor conocer los valores por los cuales se comercializan algunos
de estos dispositivos, lo que pagan por adquirirlos y lo que estarían dispuestos a pagar por
una propuesta diferente, un valor que oscila aproximadamente $1’.000.000.
Finalmente, cualquier recomendación de expertos en el tema puede sumar gran valor
al desarrollo de propuestas desde una perspectiva estética, funcional y económica.
38
6. Metodología
Para este proyecto se plantea el uso de dos metodologías, la primera de ellas es el
Diseño Centrado en el Usuario (DCU) el cual focaliza en que el usuario comprenda
fácilmente los principios de funcionamiento de un objeto o producto, así como que las partes
del dispositivo comuniquen el estado actual de este y que sean coherentes con el mismo.
(Norman, 1990, p. 234) Cabe resaltar que el uso de esta metodología puede mejorar la
utilidad y la usabilidad del producto a desarrollar, en el cual el usuario se dejará guiar por el
elemento y sus manuales con el fin de hacer un correcto y adecuado uso del mismo.
Se deben tener en cuenta según Norman, tres aspectos de los modelos mentales del
DCU (Figura 13). El primero de ellos es el modelo de diseño, este modelo es la
conceptualización que tiene el diseñador del sistema o producto; la clave del éxito del
entendimiento adecuado por parte del usuario se basa en la correcta configuración de factores
como la ejecución de las tareas que debe cumplir el usuario de forma sencilla o bien la
configuración de las topografías para que el usuario pueda dilucidar adecuadamente las
intenciones, actos y efectos que dicho producto puede tener. (Norman, 1990, pp.235-245)
El segundo es el modelo del usuario, este modelo es el que el usuario elabora para
explicar el funcionamiento del sistema o producto y se basa directamente en el entendimiento
primario que el producto y sus manuales puedan brindarle.
Finalmente, el tercero de ellos es la imagen del sistema de producto, el objeto en sí,
lo que percibe tanto el diseñador y el usuario individualmente, es clave entender al usuario y
su forma de pensar para poder configurar adecuadamente el producto a sus necesidades y
requerimientos. Idealmente la imagen del sistema debe ser igual para el diseñador y para el
usuario. (Norman, 1990, pp. 234-235)
39
Figura 13. Los tres aspectos de modelos mentales. Norman, 1990, p. 234
Los pasos por seguir de esta metodología son muy globales, sin embargo, el proyecto
TRUMP (Trial Usability Maturity Process o Proceso de madurez de usabilidad) compilo los
aspectos más importantes de la norma ISO 13407 la cual dicta los parámetros para procesos
de interacción en diseños centrados en el usuario en 10 pasos a modo de metodología iterativa
(Figura 14).
40
Figura 14. Pasos a seguir de la metodología TRUMP del DCU. fuente: Serco Ltd, 2001.
Recuperado de http://www.usabilitynet.org/trump/methods/recommended/index.htm.
Elaboración propia.
La segunda metodología es el Design Thinking (Figura 15) cuyos macro pasos son
de tipo iterativo, estos pasos entran en concordancia con la metodología de DCU que se
utilizará en este proyecto.
El proceso de diseño principal estará guiado por el Design Thinking a través de:
1. Empatizar
2. Definir
3. Idear
4. Prototipar
5. Evaluar
El uso de esta metodología retroalimentará constantemente el proceso de diseño,
además, al empatizar con el usuario y generar ideas mutuamente a través de la sintetización
de la información, así como la retroalimentación constante con el usuario final, de esta forma
41
se puede refinar a detalle gran parte de los aspectos y requerimientos que el producto posea.
A continuación, se expone de manera más gráfica el proceso metodológico Design Thinking:
Figura 15. Esquema de la metodología Design Thinking. Elaboración propia
El resultado de la unión de ambas metodologías es un Design thinking que se centra
especialmente en entender cómo el usuario interactúa y se relaciona con su contexto, así
como con el objeto en sí. Al comprender mejor el contexto, así como los objetos que rodean
dicho contexto, es posible deducir y sacar conclusiones acerca del funcionamiento individual
de los objetos, así como su comportamiento en conjunto en el contexto específico.
42
Figura 16. Esquema de la metodología que se usará en este proyecto. Fuente: elaboración
propia
Se comprobará que el producto final cumpla con las expectativas y requerimientos
planteados desde el factor de la usabilidad y del trabajo co-creativo a través de esta
metodología, sin embargo, el alcance económico y temporal del proyecto solo permitirá la
primera etapa de evaluación resaltada en la Figura 16, en la cual se realizaría una evaluación
en el contexto y con el usuario para conocer sus recomendaciones y apreciaciones respecto a
la primera generación del producto en cuestión.
43
7. Análisis de tipologías
El análisis de tipologías (Tablas 1, 2 y 3) se basó en una variedad de referentes que
en su mayoría se comercializan en el país, teniendo en cuenta precio, características,
diferenciales, respuesta y medidas generales.
Tabla 1. Altavoces Hi-Fi comercializados en el país
44
Tabla 2. Precio y especificaciones
45
Tabla 3. Características
46
Promesa de valor
La promesa de valor se plantea entonces desde el juicioso análisis de las
características principales o diferenciales que ofrecen algunos de los altavoces más
comercializados (Figura 17). Estas características de diseño, practicidad, calidad de sonido,
precio, reparabilidad y personalización generan curvas interesantes dónde es posible ver el
enfoque principal de cada modelo.
Figura 17. Promesa de valor
Se plantea entonces una propuesta de valor donde el diseño, la practicidad y la calidad
de sonido tienen una gran relevancia, así como la reparabilidad y la posible personalización,
a un costo significativamente bajo en comparación con las demás tipologías.
47
8. Proceso de Diseño
Selección de componentes
-Los altavoces: Para la selección de los altavoces se realizó un análisis tipológico de
la potencia, calidad y el diámetro en pulgadas, posteriormente se realizó un recorrido por la
zona de componentes eléctricos entre la calle 16 entre carreras 5ta y 7ma en el centro de la
ciudad de Pereira teniendo como base las características de dichos altavoces, así como las
recomendaciones de los empleados de varias tiendas que comercializaban dichos
componentes.
Los más recomendados por los comerciantes del sector fueron: el woofer Pronext TSW1602 (Figura 18) con un precio de $50.000 por unidad pudiendo reducirse a $30.000 por
unidad por cada lote de 50 unidades. Y el tweeter Hi-tronic MHT-102 (Figura 19) con un
precio de $30.000 pudiendo reducirse a $10.000 por unidad por cada lote de 50 unidades.
Las características del woofer Pronext TS-W1602 son las siguientes:
Tabla 4. Especificaciones TS-W1602 Fuente en línea
http://pronext.com.co/pdf/catalogoweb/catalogo1.pdf
48
Figura 18. Woofer Pronext TS-W1602
Las características del Tweeter Hi-Tronic MHT-102 son las siguientes:
Diámetro: 1”
Impedancia: 4.8 Ohm
Potencia máxima: 200 w
Rango de frecuencia: 1.6 kHz – 20 kHz
S.P.L 97 dB (1w/1m)
Figura 19. Tweeter Hi-Tronic MHT-102
49
Ambos pueden ser fácilmente reemplazables por otras marcas y referencias, tales
como Sony, Daytonaudio, JBL, Yamaha o Lanzar con precios que oscilan los $150.000 por
woofer por unidad y los $80.000 por tweeter por unidad
-Filtro de cruce (cross-over): El filtro de cruce es un circuito eléctrico que permite
dividir una señal en bandas de frecuencia independientes, las cuales pueden ser enviadas por
separado a altavoces que puedan cubrir dicho rango de frecuencias.
Estos se clasifican comúnmente como “N-way” o N-vías, siendo N un número mayor
que 2, siendo respectivamente 2-way (Paso alto y paso bajo), 3-way (paso alto, paso medio
y paso bajo. Es poco común encontrar de 4 o más vías por la complejidad de poder dividir la
frecuencia en más partes, así como su utilidad.
Estos filtros son comercializados en la misma zona del centro de Pereira; el más
recomendado fue el Peavey PV-D/600 (Figura 20), con un precio de $50.000 por unidad,
llegando a reducirse a $30.000 por unidad por cada lote de 20.
Figura 20. Filtro de cruce Peavey PV-D/600
-Amplificador: La amplificación es un tema complejo puesto que hay una muy amplia
variedad de opciones, bien sea en el Hi-Fi o en el sonido estándar, puede incluso convertirse
en un gusto personal, una elección o un simple valor agregado al que puede verse relegado
el usuario al adquirirlo.
50
La función de éste, como lo dice su nombre, es el de amplificar la intensidad de corriente y
su potencia de salida en vatios (W) (cuando posee una fuente de alimentación externa), lo
que en pocas palabras aumentará el volumen sonoro de la señal de audio.
Se optó por el amplificador que menos tamaño ocupaba, que ofrecía una buena potencia,
daba más prestaciones, con suficientes recomendaciones, así como un buen balance
calidad/precio.
Amplificador Douk Audio, Nobsound NS-01G (Figura 21):
Características del amplificador:
Número de canales: 2, tipo de amplificador: Clase D, amplificación activa, Bluetooth 4.0 +
EDR, audio digital, 50Wx2, impedancia 4-8 ohms, DC9V-24V.
Dimensiones: 78mm x 70mm x 38mm
Figura 21. Amplificador Nobsound NS-01G
Cálculos de la caja acústica
Para realizar los cálculos necesarios para conocer las características adecuadas para
la caja acústica basados en las especificaciones de cada driver, en este caso el woofer TSW1602; se utilizó un software en línea https://www.diyaudioandvideo.com/ que permite
conocer si se requiere una caja sellada o ventilada, la longitud y diámetro del puerto si se
requiere, el volumen de la caja en base a medidas base.
En primer lugar, se introdujeron los siguientes datos en la tabla 7, Fs o Free air
resonance =35.7 Hz y el Qes o Driver electrical “Q” =0.38. arrojando los siguientes
resultados.
51
Tabla 5. Fuente de resultados:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SealedVsPortedSpeakerBox/
Las características específicas de este driver arrojaron la recomendación de caja
ventilada, aunque casi también podría permitírsele estar sellada.
Conociendo ya el tipo de caja que se requerirá, ahora se debe hallar el volumen de la
caja ventilada (Tabla 8), así como las características del puerto (diámetro y
longitud).
Para ello se requiere el volumen equivalente (Vas) =17.9lts, Fs =35.7 y la Q total (Qts)
=0.34. Un dato opcional es el diámetro efectivo del driver, en este caso es de 6.5”.
52
Tabla 6. Datos necesarios para realizar el cálculo de volumen, longitud y diámetro del
puerto. Fuente: https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerBoxEnclosure/
Tabla 7. Resultados obtenidos
53
El software permite concluir lo siguiente, el volumen interno requerido es de 11.9lts,
el diámetro del puerto es de 5cm o 2” y su longitud es de 23.57 cm. Algunos datos extra
como la frecuencia de corte de 3dB es de 42.5 Hz, así como el de la frecuencia de resonancia
de la caja.
El último dato se requiere para aprovechar al máximo el potencial de la caja es
conocer el desplazamiento del driver (Tabla 10), para ello se requiere realizar algunas
mediciones al driver, el diámetro efectivo del cono D 6.5” o 130mm, la profu ndidad de
montura =77.2mm, la One-way linear excursión o Xmax =3.15, el diámetro del imán 100mm,
altura del imán 3.15mm y el grosor de la madera que se usará, en este caso 12mm.
Tabla 8. Datos necesarios para hallar el desplazamiento del driver. Fuente:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerDriverDisplacement/
Tabla 9. Resultados obtenidos
54
El resultado obtenido es de 0.31lts, con este dato ya podemos calcular las medidas de
nuestra caja acústica en base a los cálculos realizados con anterioridad.
Tabla 10. Datos necesarios para diseñar la caja acústica. Fuente:
https://www.diyaudioandvideo.com/Calculator/SpeakerBoxVolume/
Al introducir los datos podemos personalizar las dimensiones de la caja hasta poder
ajustar el volumen en litros de la caja arrojados de 11.9 lts (tabla 4).
Las medidas generales para el funcionamiento óptimo del driver son de 24cm de
ancho, 30cm de alto y 24cm de profundidad.
8.1
Requerimientos de Diseño
•
Minimizar la complejidad técnico-productiva de las cajas acústicas de la
experimentación y configuración de los elementos internos y externos para lograr
un sonido profesional.
Técnico-productivos
Criterio
Determinante
Parámetro
El producto debe
revisarse para cumplir
El producto debe salir en óptimas
condiciones estéticas y funcionales
Inspectores deben evaluar el
estado de la maquina antes de
abandonar la fabrica
55
con estándares de
calidad
El producto debe ser
elaborado por medio
de manufactura y
capacidad productiva
regional
Modo de producción
Personal autorizado, capacitado en
el manejo de maquinaria de bienes
de capital regional
Operario de corte y doblado
de madera. Operarios de
ensamblado. Operarios de
inspección
Manufacturada
Contratación de terceros y
servicios
Por medio de planos técnicos
elaborados a partir de las
medidas proveídas por los
surtidores y procesos
estandarizados y de capacidad
regional.
Distribuidores autorizados y
calificados en calidad de
dichas materias primas
El producto debe estar
estandarizado, así
como adaptarse a
otros elementos
estandarizados
Troquelado, doblado y cortado de
metal. Moldeo de piezas plásticas
que se ajusten correctamente al
elemento. Uso de semimanufacturados.
El producto debe
apoyarse sobre
materias primas de
fácil consecución en la
región
El costo productivo
debe reducirse al
máximo
Metales, plásticos, maderables
El producto debe
contar con piezas
prefabricadas que
reduzcan el tiempo de
elaboración y
ensamblaje del mismo
La caja acústica debe
poseer medidas que
aprovechen el
rendimiento de los
drivers
Reducción en los tiempos de
ensamblado, con producción
nacional/regional se evitan gastos
de importación
Elementos como el board,
resistencias, amplificación,
cableado, altavoces, tornillería,
arandelas etc., debe adquirirse
fácilmente
Estandarización de procesos y
uso de moldes de ensamblado
que reduzcan el tiempo y
complejidad de montaje.
Distribuidores
regionales/nacionales al
mayoreo, así como ferreterías.
Cálculos realizados teniendo en
cuenta las características del driver
Las medidas generales para el
funcionamiento óptimo del
driver son de 24cm de ancho,
30cm de alto y 24cm de
profundidad.
Funcionales
Criterio
Debe resistir a las
vibraciones que
provoca
Determinante
Correcta instalación de
componentes internos,
amortiguación acústica, así
como vibracional
Parámetro
Gomas, espumas, lanas,
diagramación del espacio
interno, adhesivos
56
Materiales resistentes a
Debe resistir golpes
vibraciones e impactos
moderados
moderados
Debe ser
Modulo en pared, pie o por
"modular"
si solo
Evitar uso de elementos de
distracción como cierto tipo
Debe ser discreto
de luces, colores brillantes
etc.
Ej: Madera, metal,
concreto
Tornillería y ensamblajes
simples macho/hembra
Acabados mate y en
colores neutros
Económicos/mercado
Criterio
Debe facilitar la
producción a bajo
costo
La demanda debe
estar supeditada a un
nicho de mercado
Debe facilitar la
consecución de
elementos en centros
de distribución
regionales/nacionales
El empaque debe
proteger el elemento,
así como explicar las
características y
propiedades del
producto
El ciclo de vida del
elemento debe ser
prolongado
•
Determinante
Parámetro
Mediante el uso de
moldes de ensamblaje y
Reducir los tiempos y la complejidad mediante la elaboración
de ensamblaje/armado del elemento regional que evita los
costes de impuestos por
importación
Evitar la sobreproducción del
Estudio cuidadoso del
producto que genere gastos extra y
mercado que satisfaga las
capital que no circule
necesidades regionales
En caso de daño o necesidad de
repuestos/reparación los productos
Lista de contactos de
deben ser fáciles de
centros de distribución
conseguir/adquirir en centros de
nacional/regional de cada
distribución de los mismos en la
pieza
región
Este debe proteger al producto de
manera adecuada para su transporte
y distribución, así como ser claro en
las especificaciones del producto
Uso de materiales como
cartón e icopor
Este debe cumplir con una vida útil
mayor a 5 años
Materiales, ensamblaje y
piezas de calidad.
Posibilidad de realizar
mantenimiento y
reparaciones.
Posibilitar la serialización de sistemas de reproducción de audio por medio de
tecnologías de la producción local reduciendo los costos de elaboración
57
Estructurales
Criterio
Número de
componentes
Determinante
Se debe reducir al mínimo óptimo
y necesario los componentes de la
caja acústica, altavoces,
componentes eléctricos
Parámetro
Ensamblajes simples,
configuraciones
eléctricas sencillas
Debe proteger los
elementos internos y
proporcionar
resonancia acústica
Configuración interna a
La configuración interna debe
través del estudio de
permitir el adecuado flujo de aire y tipologías y patentes de
direccionalidad acústica, así como cajas acústicas evitando
proteger los elementos eléctricos
interferencias
del elemento
provocadas por los
componentes eléctricos
Debe tener materiales
de construcción
adecuados para auto
soportarse y resistir
abusos menores
El uso constante genera vibraciones
que son propias de su función, el
elemento también puede recibir
golpes leves y resistir caídas
naturales de un posible uso
inadecuado.
Materiales duros, pero
que absorban la energía
de impactos moderados,
ej: madera con esquinas
protegidas con polímeros
Debe tener un peso
balanceado
El centro de peso debe estar
balanceado en la zona baja, esto
genera estabilidad y evita el
desbalanceo en sistemas de
montaje como pared o pie
Mediante una adecuada
configuración y
distribución de los
elementos internos.
Debe incluir
perforaciones/ranuras
que permitan el
ensamblaje en pared o
pie
Mediante el uso de
elementos prefabricados
Estás deben permitir un ensamblaje
y ya disponibles en el
estandarizado en pies y monturas
mercado que se ajusten
de pared
adecuadamente al
elemento
•
Diseñar una caja acústica formal-estéticamente funcional que se adecue a las
necesidades de los usuarios facilitando su usabilidad.
58
Usabilidad
Criterio
Determinante
Debe tener una facilidad de
Montajes simples, pocas
armado a fin de tener una
uniones
instalación
Debe ser fácil de
comprender
Debe ser seguro de usar
Debe ser reparable
Debe ser sencillo de
comprender
Parámetro
Instrucciones de montaje sencillas
Comunicación clara de la
Instructivo de uso, así como la
función de cada botón o perilla
indicación textual de la función
para que el usuario comprenda
junto a cada botón/perilla
qué función cumple cada uno
Aislamiento de zonas eléctricas o
Se deben proteger las zonas
delicadas por medio de cajas o
que puedan resultar en un
compartimentos que requieran de
riesgo para el usuario y/o al
herramientas como
elemento
destornilladores
Las piezas que lo conforman
deben ser relativamente
Stock de piezas, contactos directos
sencillas de conseguir para
a tiendas que manejen dichos
permitir una reparación que
productos, así como personal
garantice una garantía para el
capacitado.
usuario
El usuario debe comprender e
Uso de simbología y/o elementos
interpretar la función del
comunicativos
producto de manera adecuada
Formal-estéticos
Criterio
Debe permitir que su
función determine su
forma, así como la de la
interfaz.
Determinante
A través del uso de la forma
como medio indicativo.
Estética interpretativa Günter
Feuerstein (1981)
A través de la premisa anterior
Debe haber una unidad
se puede manejar un lenguaje
formal a lo largo del objeto
que se complemente.
Debe captar el interés del
Distracciones innecesarias que
usuario sin llamar en
saquen de foco al usuario
exceso la atención
Debe tener un equilibrio
Equilibrado uso de la forma sin
formal que evite el
recargas inútiles que
malgasto del material con
compliquen el uso del producto
formas poco funcionales
Parámetro
Por medio de formas que
correspondan a su función y
complementen la coherencia del
diseño por medio de prefabricados
como botones, interruptores,
perillas
Función define la forma,
complementos teórico-prácticos
(Bürdek, 1994)
Manejo adecuado de
texturas/superficies/colores
Correcto manejo formal y
funcional.
59
Debe poseer una superficie Delimitación, Contraste,
adecuada que tenga una
orientación, solidez, manejo.
función indicativa y estética Etc. (Bürdeck, 1994.)
Criterio
Contextuales
Indicativas
Criterio
El elemento debe
permitir la
identificación de la
función que sus
distintos elementos
cumplen
La ubicación de
distintos elementos
gráficos,
certificaciones,
funciones etc. deben
estar adecuadamente
ubicados
8.2
Estudio formal, funcional y
preventivo
Simbólico-comunicativos
Determinante
Parámetro
Mediante lenguaje gráfico
El elemento debe entenderse
y simbólico fácilmente
contexto propio y extraño
comprensible.
El elemento debe comunicar
Cambios en texturas,
factores de riesgo y
colores, semiótica.
usabilidad
Identificación
Determinante
Parámetro
El elemento debe contar con un
nombramiento sencillo y claro de
la función que cada elemento
interactivo realiza
Etiquetado o impresión
directa sobre el material
Dichos elementos comunicativos
deben ir adecuadamente
distribuidos en el elemento sin que
interfieran unos con otros y que
permitan una adecuada
interpretación
Diagramación en
etiquetas y/o impresiones
directas sobre el
elemento
Concepto
El concepto de diseño (Figura 22) nace a partir de los objetivos, y cómo estos
pretenden solucionar el árbol del problema (Figura 1).
A partir de la estandarización, la mano de obra local y la reducción de los costos se
pretende ampliar el público que pueda acceder a dispositivos de reproducción de sonido de
buenas características para favorecer no solo a los usuarios existentes, sino también nuevos.
60
Música para todos es poder permitirle a un mayor número de personas acceder a un
sonido de mayor calidad y fidelidad a costos significativamente menores.
Figura 22. Concepto de diseño
El adecuado manejo del concepto fue primordial para iniciar la fase creativa y en la
fase de selección de alternativas viables desde la perspectiva técnico-productiva.
Diseño de la caja acústica
8.3
Modelos y simuladores
El primer proceso se realizó con modelos de pensamiento, los cuales pretendían
permitir comprender la geometría, escala general y disposición de los elementos en el
espacio, así como la experimentación con materiales como triplex de pino y MDF.
61
Figura 23. Caja acústica tipo bass-reflex en triplex de 12mm
También se plantean aproximaciones a sistemas de montaje elevado sobre superficie
vertical u horizontal.
Figura 24. Sistema de montaje por riel en caja acústica en MDF de 18mm
Una idea interesante surgió del proceso de modelos de pensamiento en el cual se
plantea una base multipropósito que permite tanto elevar la caja acústica como asegurarla a
la pared.
62
Figura 25. Caja acústica tipo bass-reflex adaptable a base de elevación y anclaje a pared.
A continuación, una breve explicación del sistema de montaje propuesto para dicha
propuesta.
Figura 26. Montaje elevado sobre base
63
Figura 27. Anclaje a pared
Dentro de las conclusiones encontradas dentro de la primera aproximación se tuvo en
cuenta la facilidad de trabajar con cada material, teniendo en cuenta ensambles, pegado,
cortes, perforaciones y acabados.
El triplex de 12 mm tuvo una dificultad media; sumando la facilidad de cortes y
perforaciones y restando la complejidad de pegado, ensamblaje, y acabados.
Es decir, perforar y cortar el triplex es relativamente sencillo, sin embargo, pegar las
superficies, así como poder ensamblarlas para obtener acabados primarios de buena calidad
no es una tarea tan sencilla.
Ahora bien, trabajar con el MDF fue una experiencia relativamente sencilla, los cortes
eran extremadamente sencillos de realizar, así como el pegado y el ensamblado, los acabados
eran de buena calidad y poco era necesario para obtener buenos resultados. Sin embargo, la
realización de perforaciones en algunos casos podía afectar significativamente el acabado y
la apariencia estética del producto final.
64
Figura 28. Socialización a expertos
Las recomendaciones de los expertos durante la primera y segunda evaluación
arrojaron puntos a mejorar en la estética y diseño formal de las cajas acústicas,
principalmente enfocado en generar un diferencial que pudiera equilibrar el costo de una
manufactura levemente más compleja. Es decir, dejar a un lado la configuración de caja con
aristas rectas e idear curvas atractivas que pudiesen cautivar la atención del usuario.
Ahora bien, el proceso de diseño de la caja acústica mejoró con el análisis de algunos
de los elementos existentes en el mercado (tablas 1, 2 y 3), su potencia, tamaño, precio,
diferencial y estética fueron claves para iniciar con el proceso de bocetado rápido.
A partir del cuadro comparativo se inicia con la selección y combinación de opciones
viables para el desarrollo de múltiples propuestas. El punto de color señala las características
clave de cada combinación.
Antes teniendo en cuenta algunas características como el diámetro de los altavoces y
la separación entre ellos.
65
8.4
Propuestas de diseño
Tabla 11. Tabla de combinación
Tabla 12. Combinaciones refinadas que se consideran pertinentes para el proyecto
66
67
Figura 29. Hoja de alternativas número 1
68
Figura 30. Hoja de alternativas número 2
69
Figura 31. Hoja de alternativas número 3
70
Se seleccionaron las alternativas más viables no solo técnico-productivamente sino
también las más adecuadas a un costo productivo relativamente bajo.
Figura 32. Alternativa seleccionada número 1
Figura 33. Alternativa seleccionada número 2
71
Figura 34. Alternativa seleccionada número 3
8.5
Matriz de análisis comparativo
Figura 35. Matriz de análisis comparativo
72
Para poder seleccionar una alternativa pertinente a las recomendaciones con los
expertos se decidió generar una tabla que permitiera calificar ciertos atributos clave como su
atractivo estético (diseño), la complejidad técnico-productiva y costo productivo.
Experimentación con madera
La exploración formal realizada con los bocetos arrojó resultados morfológicos
interesantes que desde una aproximación técnico-productiva se pueden realizar con técnicas
de doblado de madera, bien sea doblado tipo Kerf o chapa de madera por capas.
Sin embargo, se debe tener en cuenta el tipo de madera y sus características como
densidad, longitud de fibra y el grosor del material ya que juegan un papel importante a la
hora de realizar dichos tipos de doblados.
Se realizaron pruebas con triplex de pino, madera de café, madera de pino y MDF con
ayuda de un software en línea https://www.blocklayer.com/kerf-spacing.aspx que realiza los
cálculos de corte para el doblado Kerf, introduciendo los datos necesarios para obtener tanto
los radios externos como los ángulos deseados (Tabla 13).
Tabla 13. Datos para doblado de madera tipo Kerf
Para realizar el doblado Kerf, se requieren los siguientes parámetros, el radio externo
deseado en mm, el ángulo de inclinación basado en el radio, el grosor de la cuchilla de corte,
el espesor de la madera y el mínimo espesor que la madera puede soportar sin quebrarse.
73
Primero se realizó una prueba en triplex de pino de 15mm (Figura 36), con cortes
cada 1cm a 12mm de profundidad con el fin de hacer una aproximación primaria a la técnica,
la cual requiere de humedecer la madera y de calentarla bien sea con una plancha o una
pistola de calor.
Figura 36. Primera aproximación al doblado Kerf en triplex de pino de 15mm
Habiendo experimentado la aproximación, se continuó con un material más denso y grueso.
Se introdujeron los siguientes datos para realizar una prueba sobre un listón de pino de 18mm.
74
Figura 37. Prueba con pino
De las anteriores pruebas ninguna sufrió fisuras durante el proceso de doblado, la
superficie exterior se mantuvo relativamente suave y estéticamente presentable con un poco
de lijado.
Posteriormente se introdujeron datos para realizar una forma triangular, con el fin de
evaluar las capacidades del material. Para ello, se realizaron 2 pruebas, una con madera de
pino de 20mm y otra con madera de pino de 12mm.
Se generó una formaleta para poder prensar la madera mientras se doblaba.
75
Figura 38. Formaleta de prensado
Estos fueron los resultados obtenidos (Ilustración 9), como se puede apreciar en las
ilustraciones 10 y 11 se pueden notar fracturas en la madera.
Figura 39. Resultados obtenidos, madera de pino 20mm y 12mm respectivamente
Figura 40. Grietas expuestas durante el secado de la madera
76
Finalmente, se decidió realizar una última prueba de doblado Kerf con un tablero de
madera de café de 15mm, para ello se realizaron cortes de 12mm cada 8mm (Figura 41).
Figura 41. Doblado de madera de café con método Kerf
La madera de café posee una densidad muy alta, lo que dificulta la penetración del
agua, asimismo, el adhesivo usado para los listones que conforman el tablero no soportó el
calor y la humedad, separando el tablero en pequeños trozos. Adicionalmente, posee una
buena cantidad de nudos, lo que genera una tremenda tensión en la fibra agrietando la madera
como se ve en la Figura 42.
Figura 42. Grietas generadas por la tensión de los nudos en la madera de café
8.6
Diseño de detalles
Es fundamental conocer las limitaciones del material y cómo este interactúa con las
tensiones físicas ejercidas debido al doblado de estructura. Dichas limitaciones para este caso
específico vienen dadas por los límites de radio mínimos que la fibra tolera sin fracturarse
(como se pudo apreciar en la experimentación con la madera).
77
También es importante tener en cuenta la reducción de costos y la optimización del
ensamblado por medio de uniones simples y piezas o elementos de sujeción simple que sean
fáciles de conseguir en el mercado local, y que a su vez dichas solucionas permitan un nivel
de reparabilidad y/o personalización mucho más sencilla.
Es por esto por lo que perforaciones simples, y el uso de tornillería como elementos
de sujeción simple, así como el uso de adhesivos para madera permitirán generar un sólido
estable a partir de múltiples capas de un mismo módulo generando un plano seriado (Figura
43).
Figura 43. Plano de módulo y diagrama de plano seriado
Algunos factores estéticos como el ruteado en el área de la montura del woofer y el puerto,
se muestran a continuación.
78
Figura 44. Detalles de la tapa frontal
79
Una propuesta planteada por la asesora del proyecto Carmen Adriana Pérez quien
dirige junto a Catalina Naranjo el semillero de investigación de artesanía, fue la de
incorporar madera de café (figura 45) en la tapa frontal del altavoz, como un agregado
estético y material diferencial frente a los demás altavoces en el mercado internacional. La
dureza de la madera dificulta un poco los procesos productivos por su alta densidad, así
como su elevado precio, sin embargo, la propuesta pudo ser realizada y aplicada al
prototipo.
Figura 45. Tablero de madera de café
8.7
Propuesta de diseño
El planteamiento experimental da como resultado la siguiente propuesta, la cual
requiere procesos como doblado de madera y cortes en cierra sinfín, cierra circular, también
requiere algunas perforaciones con taladro de árbol; es posible también construir la caja
acústica por medio del corte láser o una CNC, optimizando el tiempo y mejorando los
acabados, asegurando una uniformidad a lo largo del proceso productivo.
80
Figura 46. Renders de la propuesta seleccionada
81
8.8
Planos técnicos generales
82
83
84
8.9
Plano de despiece
85
Figura 47. Circuito eléctrico
86
Las fotografías del producto final serán anexadas en el documento final el 6 de junio de
2018.
8.10 Proceso productivo
Figura 48. Esquema del proceso productivo
El proceso productivo se divide en 3 áreas, la primera es el área eléctrica, en la cual
se hacen las conexiones entre el amplificador, el cross-over y los drivers. Aquí herramientas
como cautín, soldadura y pomada para soldar son primordiales, así como bisturí, alicate y
cinta aislante.
La segunda área estaría especializada en todo el proceso de corte, doblado y acabados
de la madera. Herramientas como la sierra circular, sierra sinfín, taladro, taladro de árbol,
lijadora orbital, ruteadora, prensas, pistola de pintura y pistola de calor son pertinentes. Así
como sellante, tintilla para madera, cola para madera y lijas de diferente grano son
importantes.
87
Por último, la tercera área se encargaría de ensamblar, probar y empacar el producto
final. En esta área taladros o bien destornilladores se hacen necesarios. Así como cajas,
cintas, manuales y elementos de protección de impacto protegerían al dispositivo durante su
transporte y posterior manipulación.
Para el desarrollo del prototipo, se utilizó una cortadora láser para extraer los módulos
requeridos de una lámina de MDF de 120cm x 80 cm x 9mm. Fue necesario utilizar un
software en línea (www.powernest.com) que permitiera optimizar al máximo la cantidad de
módulos extraíbles para reducir la perdida de material (Figura 46).
Figura 49. Resultados arrojados por www.powernest.com
Fue posible extraer 59 módulos de la lámina como se puede apreciar en la figura 46,
requiriendo 48 módulos para poder generar una caja acústica debido a la potencia máxima
de corte de la cortadora láser, la cual permite cortar un máximo de 9 mm, siendo entonces
ésta de unos 22cm de profundo. Sin embargo, con el uso de una CNC o una cortadora láser
de mayor potencia, sería posible incluso cortar módulos de hasta 18 mm, permitiendo así
extraer hasta 2.4 altavoces por lámina teniendo en cuenta de que sólo se requerirían 24
módulos por caja acústica. Incluso, sería posible aprovechar una mayor área de corte,
usando una lámina más grande siendo ésta de 2.44m x 1.83m se aprovechan 260 módulos,
es decir, alrededor de 11 cajas acústicas podrían ser extraídas de una sola lámina (Figura
47).
88
Figura 50. 261 módulos extraídos de una lámina de MDF de 2.44m x 1.83m x 18mm
La operación de prototipado usando la cortadora láser proporcionada por la
Universidad, tardó aproximadamente 1h 35m, 1 minuto de corte tiene un costo de $800, por
lo cual, cada caja acústica tendría un costo de corte de $76.000. Sin embargo, a escala
industrial con una CNC podrían realizarse los 261 cortes en 3 horas, redondeando el costo
de $1200 por minuto de una CNC podría reducirse hasta $36.000 por cada caja acústica.
Luego del corte, el pegado y prensado de los módulos con la ayuda de moldes para
evitar deformaciones tardaría alrededor de 1 día por cada 4 cajas teniendo en cuenta que se
requieren alrededor de 2 horas para que el pegamento se estabilice y permita realizar la
segunda operación de pegado, tarea que un solo operario puede realizar.
89
Figura 51. De izquierda a derecha, módulo cortado, módulos pegados, y caja acústica
resanada y lijada.
La siguiente operación es la de lijado, resanado, sellado y pulido de la caja tanto en
su interior como su exterior, tarea que puede tercerizarse junto con el pegado (Figura 48).
Para el desarrollo del prototipo, el costo de los acabados incluyendo la compra de chapilla
de haya fue de $90.000 por caja acústica, es decir, unos $180.000 por el par.
Esta tarea a gran escala podría recortar costos hasta en un 40% es decir, unos
$100.000 por par, considerando que los acabados deben ser impecables y que serían
realizados por un ebanista especializado.
El siguiente paso, es el de ajustar los componentes eléctricos, aquí, un tercero
especializado ajustaría los bornes, el interruptor, el potenciómetro, el Jack 3.5mm y la
conexión directa a la corriente del amplificador, así como la conexión de éste al filtro de
cruce, y finalmente al woofer y tweeter. El costo de este servicio del prototipo fue de
$30.000, a gran escala podría reducirse a $15.000 incluyendo el altavoz esclavo.
Finalmente se realizaría el testeo de todas las funciones, bluetooth, conexión USB y
análoga, asegurándose de que no existan posibles interferencias, él último paso es el de
rellenar el interior con espuma calibre 26, lana roca o bien frescasa.
A continuación, algunas imágenes del prototipo final:
90
Figura 52. Detalles estéticos
91
Figura 53. Detalle conexiones tapa trasera
Figura 54. Detalle conexiones eléctricas internas
92
8.11 Materiales y costo productivo de prototipo
Tabla de costos por par Prototipo
Cantidad
Cantidad Precio por
# Material/Pieza Especificaciones Medidas Precio
aprovechable necesaria
pieza
$
$
MDF
9mm
2,4x1,8
1
46.900
1
0,81 37.989
Chapilla de
2,8m x
$
$
0,5mm
2
haya
25cm
7.500
1
0,3 2.250
Tablero
$
Madera de
20mm
60x60
$
77.000
2
café
2
4 154.000
Filtro de
$
$
2 vías
3
cruce
50.000
1
2 100.000
Pronext TS$
$
Woofer
6,5"
4
W1602
50.000
1
2 100.000
Hi-Tronic MHT$
$
Tweeter
1"
5
102
30.000
1
2 60.000
$
$
Espuma
Calibre 26
1m x 1,2
7.000
1
1 7.000
Douk Nobsound
NS-01G
-
Servicio
Corte Láser
-
-
Bornes
Metalicos
Amplificador
6
7
-
8
Jack 3,5
-
-
9
Interruptor
-
-
10
11
12
13
14
15
16
Cable micro
USB- USB
-
-
Cableado
-
1m
Acabados
-
-
Ing. Eléctrico
-
-
Adhesivo
Carpincol
250gr
Impresión y
papelería
Manuales, Caja
-
$
156.990
1
$
1 156.990
$
76.000
1
$
2 152.000
$
3.000
1
$
4 12.000
$
1.000
1
$
1 1.000
$
1.500
1
$
3.500
$
810
$
160.000
$
30.000
$
5.900
$
15.000
1
1
1
1
1
1
$
1 1.500
$
1 3.500
$
1 810
$
1 160.000
$
1 30.000
$
1 5.900
$
1 15.000
$
Subtotal 999.939
93
Tabla de costos por par Escala industrial
# Material/Pieza Especificaciones
1
2
2
3
4
5
MDF
Chapilla de
haya
Tablero
Madera de
café
Filtro de cruce
Woofer
Tweeter
Frescasa
18mm
2,4mx1,8m
0,5mm
2,8mx25cm
20mm
0,6mx0,6m
2 vías
Pronext TSW1602
Hi-Tronic
MHT-102
2 rollos
Douk
Amplificador Nobsound NS6
01G
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Medidas
Servicio CNC
6,5"
1"
7,62mx0,61m
-
Bornes
Por docena
-
Jack 3,5
Por docena
-
Interruptor
Por docena
-
Cable micro
USB- USB
Por decena
-
Cableado
-
1m
Acabados
-
-
Ing. Eléctrico
-
-
Adhesivo
Carpincol
20kg
Impresión y
papelería
Manuales,
Caja
-
Precio
$
88.900
$
7.500
$
30.000
$
3.000
$
30.000
$
10.000
$
74.300
$
156.990
$
72.000
$
1.500
$
700
$
1.000
$
2.000
$
810
$
100.000
$
15.000
$
169.900
$
5.000
Precio
por
pieza
$
0,2 17.780
$
0,3 2.250
Cantidad
Cantidad
aprovechable necesaria
1
1
2
1
1
1
2
$
4 60.000
$
2 6.000
$
2 60.000
$
2 20.000
$
0,08 2.972
1
1
1
2
1
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,01
1
1
Subtotal
$
156.990
$
144.000
$
6.000
$
700
$
1.000
$
2.000
$
810
$
100.000
$
15.000
$
1.699
$
5.000
$
602.201
94
8.12 Evaluación sonora
Se realizará una prueba referenciada en el proyecto de diseño Diseño e
implementación de un sistema de refuerzo sonoro estéreo a tres vías (2006) por Federico L.
Bustillo, Nicolás Mariño, y Jaime Velandia de la Universidad de San Buenaventura, en el
cual la medición de respuesta de frecuencia de la caja se realiza en un espacio abierto, en este
caso con el amplificador Nobsound NS-01G, 2 computadoras como generadoras de ruido
blanco y ruido rosa con Adobe Audition CC y se captará la respuesta con un micrófono
Behringer ECM-8000.
Se realizará colocando el micrófono varias distancias, para este caso de estudio se
ubicó el micrófono a 10cm, 20cm, 50cm y 100cm.
Se procede a generar Ruido Rosa con cada lado del sistema (L y R) por
separado, capturando en el sonómetro los valores de SPL por tercio de octava en
ponderación lineal por un tiempo de 10 segundos para obtener un nivel equivalente
(Leq). Se debe hacer una medición previa de ruido de fondo para garantizar que el
resultado de la medición sea verídico y confiable (Bustillo, Mariño, & Velandia,
2006, p. 104)
Como configuración estándar, se usó un 60% del volumen del computador y una
cuarta parte del volumen del altavoz.
Teniendo todo listo, se abre el programa Adobe Audition en 2 computadoras, uno de
ellos producirá el ruido rosa y blanco desde la pestaña Efectos – Generar – Ruido.
Figura 55. Parámetros de generación de ruido
95
Figura 56. Generador de Ruido Blanco
Se procede a capturar el ruido generado a las distancias anteriormente mencionadas
(10cm, 20cm, 50cm y 100cm) (Figura 57) con el micrófono y otra computadora corriendo
el programa de captura de audio para su posterior análisis, se procede a generar también
ruido rosa a través de la misma interfaz simplemente cambiando la opción en la pestaña
“Color” (Figura 56).
96
Figura 57. Captura de ruido
Con las capturas realizadas, se procede a explorar la selección del ruido captado
usando la opción de análisis de frecuencia (alt + z) de Adobe Audition con una escala
logarítmica (Figura 58) para conocer el promedio de respuesta de frecuencia del intervalo
de tiempo de 10 segundos propuesto para la prueba.
Figura 58. Análisis de frecuencia
97
Realizando clic derecho sobre la gráfica, es posible copiar todos los datos gráficos y
pegarlos en Microsoft Office Excel, permitiendo así un análisis más puntual y preciso sobre
ciertas curvas de interés.
Para ello, se tomaron muestras del rango de ruido blanco y rosa puros graficados por
Adobe Audition CC (Tablas 14 y 15).
Tabla 14. Ruido Blanco puro
Rango de frecuencia real Ruido Blanco
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Respuesta en frecuencia real
Tabla 15. Ruido Rosa puro
Rango de frecuencia real Ruido Rosa
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Respuesta de Frecuencia real
Luego, se realizó el mismo procedimiento con las 4 pruebas de distancia con ambos
ruidos, teniendo en cuenta el ruido de fondo.
98
Tabla 16. Prueba ruido blanco a 10cm
Respuesta de frecuencia Ruido Blanco 10cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Respuesta de frecuencia de Ruido Blanco 10cm
Ruido de fondo
Tabla 17. Prueba ruido blanco a 20cm
Respuesta de frecuencia Ruido Blanco 20cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Respuesta de frecuencia Ruido Blanco
Ruido de fondo
Tabla 18. Prueba ruido blanco a 50cm
Respuesta de frecuencia Ruido Blanco 50cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Rango de frecuencia Ruido Blanco
Ruido de fondo
99
Tabla 19. Prueba ruido blanco a 100cm
Rango de frecuencia Ruido Blanco 100cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Rango de frecuencia Ruido Blanco
Ruido de fondo
Tabla 20. Prueba ruido rosa a 10cm
Rango de frecuencia Ruido Rosa 10cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
Rango de frecuencia Ruido Rosa
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Ruido de fondo
Tabla 21. Prueba ruido rosa a 20cm
Rango de frecuancia Ruido Rosa 20cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
Rango de frecuencia Ruido Rosa
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Ruido de fondo
100
Tabla 22. Prueba ruido rosa a 50cm
Rango de frecuencia Ruido Rosa 50cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Rango de frecuencia Ruido Rosa
Ruido de fondo
Tabla 23. Prueba ruido rosa a 100cm
Rango de frecuencia Ruido blanco 100cm
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Ranngo de frecuencia Ruido Rosa
9
10
11
12
13
14
15
Ruido de fondo
Para comprobar la respuesta de una alta fidelidad se realizó una gráfica comparativa
entre los ruido blanco y rosa puro con la respuesta captada por el micrófono a 100cm de
distancia, ya que suele ser la distancia general a la que suelen ubicarse los monitores.
101
Tabla 24. Comparativo Blanco puro por el captado
Comparativo Ruido Blanco Real vs Ruido Blanco a 100cm
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
630
Ruido Blanco Real
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Ruido Blanco a 100cm
Tabla 25. Comparativo Rosa puro por el captado
Comparativo Ruido Rosa Real vs Ruido Rosa a 100cm
120
100
80
60
40
20
0
0
40
80
100
160
250
400
Ruido Rosa Real
630
1000 2500 4000 6300 10000 16000 22000
Ruido Rosa a 100cm
Podemos concluir después de un análisis breve de las gráficas que se acerca mucho
a la frecuencia pura, por lo cual se puede deducir que tiene una muy buena fidelidad de
reproducción de sonido, comprobando así la hipótesis planteada.
8.13 Viabilidad comercial
La viabilidad comercial permitió hacer un paralelo comparando la promesa de valor
con los resultados obtenidos hasta la fecha.
102
Figura 59. Validación comercial
En primer lugar, se mejoró significativamente el atractivo estético a través de una
exploración formal técnico-productivamente viable en la región, así mismo, la practicidad
del amplificador fue satisfactoriamente resuelta a través de algunos beneficios como una gran
potencia (50W) en un tamaño compacto, ofreciendo también enlazar dispositivos móviles a
través de tecnologías inalámbricas (Bluetooth).
La calidad de sonido fue comprobada con el prototipo, a pesar de poseer un precio
relativamente alto, comparado con otras tipologías más económicas, el valor estético y
funcional agregado permite amortiguar los sobrecostos que devienen de la complejidad
electroacústica.
La reparabilidad del dispositivo se hace viable a través de la manufactura local, así
como la del uso de componentes que pueden ser asequibles en la región, lo que también
permite personalizarlo a través de la compra de piezas con características mejores o marcas
más reconocidas.
103
8.14 Desarrollo de Marca “Lambda”
Para el desarrollo de la marca Lambda se generó un concepto a partir del
análisis de tipologías (Figura 49), en el cual se tuvo en cuenta el uso de simbología,
así como de tipografías que denotan estilo y seriedad.
Figura 60. Análisis de tipologías de distintas marcas de altavoces Hi-Fi hechos a mano
Posteriormente se escogió un concepto, extraído a partir de la longitud de onda, que
se representa con la letra griega lambda, λ, y se define como “la distancia entre dos
perturbaciones sucesivas en el espacio. (Miraya, 1999, pp. 5-6)
La onda puede ser repetitiva, simétrica, frecuente, unida y constante, éstos valores
se verán reflejados más adelante luego de realizar un estudio formal por medio de la
repetición, rotación, espejo, abstracción y geometrización de la letra lambda.
Figura 61. Experimentación con el módulo
104
Se plantea usar figuras geométricas para construir lambda, como se puede ver en la
figura 53, se usan rectángulos, círculos, triángulos y cuadrados para construir de nuevo el
módulo.
Figura 62. Geometrización de lambda
Con el módulo construido se reflejó para crear finalmente el isologo de Lambda
(Figura 54), el cual al ser repetido horizontalmente genera una onda repetitiva, simétrica,
frecuente, unida y constante, tal y como se mencionó en un principio (Figura 55).
Figura 63. Isologo de Lambda
Figura 64. Isologo repetido horizontalmente, se representa la onda resaltada en rojo
105
Finalmente se realizó un estudio con algunas tipografías, como Jeebra condensed,
Condition regular, Maggetas y Omologo personal.
Figura 65. Estudio de tipografías
Se optó por usar Magettas, ya que guarda una correlación con el isologo, denotando
elegancia y un estilo moderno.
Figura 66. Versiones permitidas de uso de la marca Lambda
Valores: Ritmo, constancia, unión y tradición
106
Misión: Reducir el costo de los altavoces Hi-Fi para hacerlos más asequibles a la
población regional, así como ofrecer un valor estético diferencial que marque una nueva
tendencia en sonido y diseño con tradición.
Visión: Ser la empresa líder en manufactura y diseño local de altavoces Hi-Fi, así
como ser referente nacional en calidad, estética y diseño.
Principios: Estética, confianza, servicio, empatía, garantía y responsabilidad
ambiental.
Servicios: Con el desarrollo y consolidación de la marca y la empresa, se plantea la
opción de poder realizar cajas acústicas a pedido, permitiendo un constante estímulo en
diseño formal-estético, así como también cumplir con los requerimientos funcionales que el
usuario asegure pertinentes en la configuración de su altavoz, de esta manera, se hace
posible innovar en diseño y servicio a partir de la afinación de la caja acústica al entorno
específico del usuario, ajustándose al ambiente o espacio en el cual se dispondrá bien sea
como sistema de entretenimiento o sistema de monitoreo de audio, cumpliendo con el
factor de personalización al poder optar por distintos acabados, formas y componentes de
audio (filtros, woofers, tweeters, amplificadores, etc.).
8.15 Conclusiones
A partir de la investigación se pudo concluir lo siguiente:
•
Es viable reducir el costo de los dispositivos de audio de alta fidelidad mediante
el diseño y la manufactura local de las cajas acústicas, así como el uso de
componentes de fácil consecución en el mercado regional, obteniendo una muy
buena respuesta de frecuencias comparables con las del sonido profesional.
•
A partir de la investigación se concluye la viabilidad de minimizar la
complejidad técnico-productiva de las cajas acústicas, sin embargo, resta un
valor estético que podría ser un diferencial clave aprovechable para destacar
frente a la competencia, además éstas pueden ser elaboradas mediante procesos
semi-industriales, semi-artesanales o una combinación de ambos, permitiendo
así la producción a mediana y gran escala.
107
•
La experimentación con la madera arrojó interesantes posibilidades para generar
cajas acústicas formal-estéticamente más atractivas, así como la opción de usar
nuevos materiales como la madera de café en el proceso de manufactura de las
cajas acústicas cumpliendo con estándares de calidad de sonido.
•
La serialización desde tecnologías de la producción local de cajas acústicas es
posible ya que la complejidad es relativamente baja, reduciendo los costos de
elaboración drásticamente, sin embargo, la propuesta formal estética planteada,
a pesar de generar gastos extra, genera en un equilibrio que desde una
perspectiva de relación calidad estética/mayor costo, podría ser aceptada por el
usuario.
•
El diseño de las cajas acústicas desde la perspectiva de la usabilidad y la
practicidad se debe retroalimentar con una comprobación directa con el usuario
más profunda, posibilitando así una nueva iteración mejorada a partir de las
recomendaciones realizadas, mejorando la calidad de los componentes,
disposición de elementos como puertos, botones, perillas etc.
•
Es posible encontrar un balance de sonido de alta fidelidad a través de una
adecuada configuración, geometría y volumen de las cajas acústicas, además de
poder realizar pruebas de sonido mediante el software y el hardware adecuado.
108
9. Referencias y bibliografía
Audio.Ad, & OhPanel. (2015). Estudio del audio digital en Colombia. Bogotá: Revista
P&M. Recuperado el 29 de mayo de 2017, de http://blog.audio.ad/wpcontent/uploads/2015/04/estado_del_audio_digital_2015_audioad.pdf
Beranek, L. (1969). Acustica. Buenos Aires: Hispano americana S.A.
Buitrago, J. (12 de marzo de 2018). Entrevista sobre componentes de cajas acústicas y sus
características. (M. Giraldo, Entrevistador)
Bürdek, B. (1994). Diseño: Historia, teoría y práctica del Diseño Industrial. Barcelona:
Gustavo Gili.
Bustillo, F., Mariño, N., & Velandia, J. (2006). Diseño e implementación de un sistema de
refuerzo sonoro estéreo a tres vías. Bogotá: Universidad de San Buenaventura.
Carrión, A. (2001). Diseño acústico de espacios arquitectónicos. . Catalunya: Edicions
UPC.
Colorado, L. M. (22 de marzo de 2017). Entrevista a Luisa M. Colorado, comunicadora
social y periodista. (M. Giraldo, Entrevistador)
Delaleu, C., & Delaleu, H. (1994). Altavoces y Cajas acústicas. Madrid: Paraninfo.
Diffusion. (25 de noviembre de 2014). Lanzamiento Renkuz-Heinz y primera sala Dolby
Atmos en Colombia. Diffusion Magazine, S/P. Recuperado el 24 de mayo de 2017,
de http://www.diffusionmagazine.com/index.php/nosotros/noticias/383lanzamiento-renkus-heinz-y-primera-sala-dolby-atmos-en-colombia
Financiero. (14 de junio de 2015). Sony apuesta por el mercado de "audiófilos" en México.
El Financiero, pág. S/P. Recuperado el 20 de mayo de 2017, de
http://www.elfinanciero.com.mx/empresas/sony-apuesta-por-el-mercado-deaudiofilos-en-mexico.html
Kuttruff, H. (2007). Acustics: An introduction. Londres: Taylor and Francis.
Miraya, F. (1999). Acústica y sistemas de sonido. Rosario: Universidad del Rosario.
Norman, D. (1990). Psicología de los objetos cotidianos. Madrid: Nerea.
PCMag. (s.f.). Definición de audiófilo. Audiophile. Recuperado el 29 de mayo de 2017, de
http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/38179/audiophile
Peña, G. A. (22 de 03 de 2017). Entrevista a Gustavo A. Peña, diseñador industrial. (M.
Giraldo, Entrevistador)
Ramos, J. D. (31 de marzo de 2018). Entrevista en contexto acerca del sonido de alta
fidelidad y su importancia. (M. Giraldo, Entrevistador)
109
S/A. (17 de junio de 2013). Geneva, un nuevo jugador en equipos de audio de alta calidad.
El tiempo, pág. S/P. Recuperado el 23 de mayo de 2017, de
http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CSM-12876831
Semana. (10 de Agosto de 2015). Lo que los colombianos pagan por un sistema de audio.
Semana. Obtenido de Revista Semana:
http://www.semana.com/tecnologia/articulo/sistemas-de-audio-de-alta-gama-mascostosos/442917-3
Serco.Ltd. (2001). TRUMP project. Recuperado el 30 de junio de 2017, de usabilitynet:
www.usabilitynet.org/trump/methods/recommended/index.htm