diseño de cajas acústicas de reproducción de sonido de
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Diseño de cajas acústicas de reproducción de sonido de alta fidelidad para estudios
caseros
Design of acoustic boxes of high fidelity audio reproduction for home studios
Martin Giraldo Monsalve
Diseño Industrial
El desarrollo de la investigación acerca del diseño de cajas acústicas tiene como
base fundamental reducir el costo técnico-productivo de estas a través del uso de
tecnologías y componentes locales, agregando un valor estético, que al mismo tiempo
pudiese cumplir con las medidas del sonido profesional, sustentado desde una
combinación entre el diseño centrado en el usuario y el design thinking, obteniendo
resultados favorables de una alta fidelidad de sonido así como un atractivo formal-estético
muy superior al de las tipologías analizadas.
Palabras clave
Monitores, altavoz, caja acústica, alta fidelidad, costo, estudio, casero.
Abstract
This paper proves that it’s possible to reduce the cost of the design and
manufacture of acoustic boxes using local parts and technologies adding esthetic
characteristics, and performing with acoustic efficiency, all developed through a
combination of user centered design and design thinking methodology, offering not also
hi-fi (high fidelity) audio quality but formal-esthetic characteristics superior than its
foreign competitors.
Key words
Monitors, speaker, acoustic box, high fidelity, cost, studio, home
Proyecto de grado investigativo para obtener el título de diseñador industrial de la Universidad Católica
de Pereira 2018-1.
Diseñador industrial de la Universidad Católica de Pereira, perteneció al semillero de investigación
SEDISTEC y al semillero de innovación artesanal de la mencionada universidad.
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, no
ha entrado a competir en el mercado departamental, sin embargo, la elaboración de cajas
acústicas en la región se enfoca principalmente para los automóviles, las cuales son
personalizadas y se ajustan a diferentes modelos de automóviles que hay en el mercado.
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. Como se expone en el árbol del problema (figura 1), 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. La segunda viene dada por el costo de los
componentes, los cuales al ser importados devienen en un costo extra, y por último, la
poca escala industrial nacional que nace de una complejidad relacionada con un alto costo
productivo.
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 que podrían proveerle marcas de mayor renombre como Mackie, JBL o Peavey,
los cuales manejan precios mucho más altos.
Ahora bien, ¿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.
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 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.
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.
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;
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.
Algunos de los referentes teóricos que ayudaron a construir el documento en todo
su fundamento teórico sobre la acústica fueron Beranek, L. (1969). Acustica. Buenos
Aires: Hispano americana S.A., Delaleu, C., & Delaleu, H. (1994). Altavoces y Cajas
acústicas. Madrid: Paraninfo. Kuttruff, H. (2007). Acustics: An introduction. Londres:
Taylor and Francis. Y Miraya, F. (1999). Acústica y sistemas de sonido. Rosario:
Universidad del Rosario.
En cuanto a referentes en diseño encontramos a Bürdek, B. (1994). Diseño:
Historia, teoría y práctica del Diseño Industrial. Barcelona: Gustavo Gili. y a Norman,
D. (1990). Psicología de los objetos cotidianos. Madrid: Nerea.
El antecedente base para el desarrollo del proyecto fue el de 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., el cual generó un apoyo
no solo en cuando a la viabilidad del proyecto, sino que además también generó un apoyo
como referente teórico.
Es por esto por lo que se plantea el desarrollo del proyecto, a partir de los
siguientes objetivos:
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.
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.
El concepto de diseño (Figura 2) 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 a
posibles nuevos interesados en este tipo de productos.
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 2. 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.
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.
La segunda metodología es el Design Thinking 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 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.
Figura 3. 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 3, 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.
Resultados
A partir de un análisis de tipologías (Tabla 1) se caracteriza cada una para poder no solo
conocer sus precios de venta, sino también sus funciones o diferenciales.
Tabla 1. Especificaciones y precio de diferentes modelos y marcas de altavoces
Dicho análisis permitió generar combinaciones que pudiesen ofrecer un factor diferencial
y una posterior experimentación formal a través de bocetos.
Figura 4. Bocetos rápidos de propuestas de diseño
Se seleccionaron las propuestas técnico-productivamente viables y se generó una
matriz de análisis comparativa (Tabla 4) que pudiera calificar entre 3 propuestas la más
viable para el desarrollo y continuación del proyecto.
Figura 5. Propuesta final seleccionada.
Figura 6. Woofer Pronext TS-W1602
En las figuras 10 (Woofer), 11 (Tweeter), 12 (Filtro de cruce) y 13 (Amplificador)
podemos ver los componentes electroacústicos seleccionados para el proyecto
Figura 7. Tweeter Hi-tronic
Figura 12. Filtro de cruce Peavey PV-D/600
Figura 8. Amplificador Douk audio Nobsound NS-01G
Figura 9. Caja acústica ensamblada
En cuanto a costos a escala industrial, oscilan en los $600.000 el par, el precio de
venta podría duplicarse, es decir, podría generarse una ganancia del 100% del costo de
fabricación, acercándose mucho al de la competencia, sin embargo, con un valor agregado
estético que contrarresta los costos extra de manufactura.
Se evaluó la calidad de sonido usando Adobe Audition CC y el micrófono de
referencia Behringer ECM-8000 generando ruido blanco y rosa a 4 distancias, 10cm,
20cm, 50cm y 100 cm.
Figura 10. Captura de respuesta a 10cm
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.
Tabla 2. Comparativo ruido blanco real vs ruido blanco a 100cm
Tabla 3. Comparativo ruido rosa real vs ruido blanco 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.
Conclusiones
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.
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Comparativo Ruido Blanco Real vs Ruido Blanco a 100cm
Ruido Blanco Real Ruido Blanco a 100cm
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Comparativo Ruido Rosa Real vs Ruido Rosa a 100cm
Ruido Rosa Real Ruido Rosa a 100cm
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.
Es posible minimizar la complejidad técnico-productiva de las cajas acústicas,
sin embargo, resta un valor estético que podría ser un diferencial clave, además, la
serialización desde tecnologías de la producción local de cajas acústicas es posible ya
que la complejidad es relativamente baja posible bien sea elaborada semi-artesanal o
semi-industrialmente.
Los costos de elaboración pueden ser reducidos drásticamente, sin embargo, la
propuesta formal estética a pesar de generar gastos extra entra 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,
posibilitando así una nueva iteración mejorada a partir de las recomendaciones
realizadas.
Es posible encontrar un balance de sonido de alta fidelidad a través de una
adecuada configuración, geometría y volumen de las cajas acústicas. las pruebas de
sonido pueden realizarse fácilmente teniendo el software y el hardware adecuado.
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/wp-
content/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/383-
lanzamiento-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-de-
audiofilos-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)
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-
mas-costosos/442917-3
Serco.Ltd. (2001). TRUMP project. Recuperado el 30 de junio de 2017, de usabilitynet:
www.usabilitynet.org/trump/methods/recommended/index.htm