1. Vertical Line Array
Conceptos Básicos sobre los VLA
La incursión (cada vez mas creciente) de los “Arreglos Lineales Verticales” (Vertical Line
Array o VLA) hacen necesario una explicación mas detallada de los mismos para comprender
mejor su funcionamiento general.
Como introducción diremos que, la teoría de fuentes lineales verticales fue descripta por
Olson en su tratado de Ingeniería Acústica, allá por el año 1947, y en el año 1992 Heil y
Urban presentaron en la 92º reunión de la AES con el titulo “Fuentes sonoras irradiadas por
fuentes múltiples de sonido” un nuevo trabajo, el mismo estaba basado en la feliz intuición
de aplicación a la acústica. Por analogía del análisis de Fresnel en la óptica, se pudo tener
una mayor comprensión de los fenómenos de interferencia conectados a un VLA, sean estos
derechos (straight) o curvados (curve).
Estos conceptos, ciertamente fruto de un largo trabajo, llevo a Heil a la construcción del
primer VLA moderno para el Sound Reinforcement.
Su trabajo ignorado y hostigado por el establishment (made in USA) y de la comunidad de
audio internacional que no había entendido, o por obvias razones comerciales fingía no
entender, ha sido en los últimos años la base para la modernización de los sistemas de
Sound Reinforcement en todo el mundo.
Europa, por 50 años dominada por la escuela americana en toda la tipología de difusores
para grandes sistemas de Sound Reinforcement, gracias al trabajo de este meritorio
investigador a podido desvincularse de esta carga, poniéndose a la par del desarrollo
Americano, con realizaciones realmente innovadoras y numerosas en este sector
competitivo.
Las mejoras que introduce un VLA a la reproducción del sonido, son las siguientes:
* Incremento de la directividad en todo el plano donde se desarrolla el array.
* Aumento de la presión sonora desarrollada en el plano del array.
* Coherencia en todas las frecuencias a reproducir.
* Caída de la presión, menor en el campo cercano (nearfield) 3 db menor que los
sistemas tradicionales.
Virtual eliminación de interferencia destructiva (combing) en el plano vertical, entre
cajas tanto en el campo cercano (nearfield) como en el lejano (farfield).
De la teoría de los VLA se puede enumerar lo siguiente
* La suma del área ocupada por los elementos del Array (factor radiación activo ARF) debe
igualar o superar el 80% del área total del Array; En otras palabras, los componentes,
parlantes, guías de onda, bocina y orificios de sintonía deben completar cada bafle en el
cual son montados, por al menos el 80% de su área.
* Si los elementos (o algunos de ellos) no son capaces de generar ondas planas con fase
constante, el espacio entre centros acústicos de tales elementos (step) no debe superar
media longitud de onda de la frecuencia más alta a reproducir por los mismos.
* La curvatura del frente de onda generado por los elementos radiantes (altavoces,
difusores y todo el array) a de ser menor que la “cuarta parte” de la longitud de onda
de la frecuencia máxima a reproducir, por ejemplo: en la vía de agudos, la curvatura
máxima de los difusores de los drivers, para que haya una suma coherente de todos
ellos a 16 Khz ha de ser menor de 5 mm.
* Mientras que un sistema tradicional, genera frente de onda esférico, expandiéndose
tanto en el plano vertical como horizontal, un VLA genera frente de onda cilíndrico.
La consecuencia de esto, es que, en un sistema tradicional tipo “cluster” por mucho
empeño que se haya puesto en el diseño de sus difusores y guías de onda, siempre
habrá un punto (mas lejano cuanto mejor sea el diseño) en el que habrá interferencias
entre los distintos elementos radiantes, creando zonas de refuerzo y otras de
cancelación variando el “timbre” del sistema dependiendo de la posición del oyente.

2. Frentes de onda Esférico y Cilíndrico
Una fuente puntual de igual manera que un sistema tipo cluster genera un frente de onda
esférico.
De la siguiente figura se deduce cada vez que se dobla la distancia del oyente a la fuente de
sonido mencionada, la energía radiada por ella se dispersa en un área 4 veces superior, por
lo tanto, la densidad de energía se reduce a un cuarto, lo que supone una caída de 6 db.
En un sistema VLA, la forma del frente generado es cilíndrico, manteniéndose constante en
el plano vertical, este frente de ondas, es casi plano, por ello no existen interferencias en
cada una de las fuentes, por lo que tenemos una suma coherente comportándose como una
única fuente de sonido.
De esta figura apreciamos que cada vez que doblamos la distancia del oyente al VLA, el área
en la que se dispersa la energía radiada por el sistema dobla su tamaño, por la que esta
densidad de energía se reduce a la mitad correspondiendo a una caída de 3 db.
Como las alturas de los Array son limitadas, es decir no existe un Nº de cajas infinitas,
existirá un punto, que dependerá de la frecuencia, en la que el frente de ondas pasara de ser
cilíndrico a esférico.
Este punto, es la barrera física que separa al campo cercano del campo lejano, a partir de
este punto, cada vez que se doble la distancia desde el VLA, la caída de la presión acústica
será de 6 db, por lo tanto cuanto mayor sea el Nº de cajas que forman el Array, mas lejos se
extenderá el campo cercano.
Esta separación entre campo cercano y lejano se puede calcular con la siguiente formula
D = H2 Fr
2 C
D = La distancia a la frontera entre campo cercano y lejano
H2 = Altura del Array en metros, al cuadrado
Fr = Frecuencia en hz
C = Velocidad del sonido en el aire 340 mts/s

3. Al aplicar la formula, se tendrá que para un VLA de 6 mts de altura el campo cercano
(Neardfield) se extenderá:
Para F = 100 Hz ………………5,29 mts
Para F = 300 Hz …………… 15,88 mts
Para F = 600 Hz …………… 31,76 mts
Para F = 1200 Hz …………….63,52 mts
Para F = 2400 Hz ……………127,05 mts
Para F = 4800 Hz …………. 254,11 mts
Para F =10000 Hz ……………529,41 mts
Como hemos visto, los sistemas “prácticos” de VLA tal como son utilizados en aplicaciones
de alta potencia, son en realidad, una combinación de, arreglo “clásico” para bajas y medias
frecuencias, y “guías de onda direccionales” para las altas frecuencias.
Es difícil (en la practica) aplicar las predicciones de la teoría clásica de arreglos lineales, para
todo el espectro de audio.
De cualquier forma y a pesar de ello, los VLA pueden funcionar razonablemente bien en el
campo lejano, y moderadamente en el campo cercano.
Vista desde el campo lejano, las salidas de las fuentes individuales de un arreglo lineal se
combinan constructivamente, y parecen operar como una sola fuente.
El comportamiento en campo cercano de los arreglos lineales prácticos es más complejo.
Cualquier punto dado en el campo cercano, esta sobre el eje de uno solo de los difusores de
alta frecuencia altamente direccionales, pero “ve” la energía de media baja y baja frecuencia
de la mayor parte de los gabinetes del arreglo. Por esta razón, añadir gabinetes al arreglo
aumentara la energía en esta zona en el campo cercano, aunque las altas frecuencias
permanecerán igual.
Esto explica porque los arreglos lineales necesitan ecualización para aumentar las
altas frecuencias en el campo lejano, la ecualización efectivamente compensa la
pérdida por propagación. En el campo cercano, compensa la suma constructiva de
las bajas frecuencias y la proximidad con la guía de onda de alta frecuencia.
Epilogo
Todos los “conceptos” que hemos delineado hasta aquí, fueron extraídos de las muchas
publicaciones que hay en Internet y apreciaciones particulares del trabajo diario del que
suscribe, creímos necesario sintetizarlos y publicarlos aquí para ayudar en la comprensión
del funcionamiento de los VLA.
Zeitson a desarrollado los sistemas Diamond D1 y D2 teniendo en cuenta todas las
premisas que aquí se ha vertido que en síntesis son:
*Completar en al menos 80% el frente de la caja con superficies “activas”
*Respetar en los transductores no planos la máxima frecuencia a reproducir por los
mismos, esto se obtiene dividiendo la velocidad del sonido(340 mts/s) por la
distancia entre centros de los transductores(step) en mts, dividido 2
*Hacer que los transductores planos (guías de onda etc) no curven su “frente” más
que ¼ de la longitud de onda de la frecuencia más alta a reproducir por los mismos
A todos los que estudian y trabajan día a día para lograr lo mejor del “Sonido en Escena” y
que comienzan a utilizar estos verdaderos prodigios del Audio Profesional, les deseamos lo
mejor en vuestro trabajo diario, el que hace que cada día seamos mejores y “Sonemos
Mejor”
Tony Ghilardi/Director