Conocer el cardioide de su omni puede ayudarle a conseguir mejores grabaciones. Si estás confundido sobre lo que significa todo esto, nuestra guía sobre la polaridad de los micrófonos debería ser un paso en la dirección correcta.
Todos los libros de texto de tecnología musical incluyen una descripción de los diferentes patrones de captación de los micrófonos, pero lo que la mayoría de los usuarios realmente quieren saber es qué beneficios ofrecen los diferentes patrones, y en qué situación podrías elegirlos. En este artículo me centraré en las aplicaciones de «un solo micrófono» y no en las de estéreo, que estudiaremos en un próximo artículo.
Básicos
Cabe recordar que, aunque los patrones polares impresos están en dos dimensiones (como se indica a continuación), el patrón real es tridimensional. Por ejemplo, el patrón de un micrófono omnidireccional dibujado en papel parece un círculo, pero en realidad es una esfera.
A pesar de que algunos micrófonos a la venta ofrecen múltiples patrones de captación conmutables, sólo hay dos patrones fundamentales: el omni y el de la figura de ocho. Todos los demás patrones que se utilizan hoy en día, incluido el popular cardioide, se crean combinando estos dos en diferentes proporciones.
Los micrófonos omnidireccionales se denominan a menudo «micrófonos de presión», porque esencialmente miden la presión del sonido en un punto del espacio. Un diafragma se fija a través de la boca de una cavidad sellada, por lo que en efecto el micrófono se comporta como un barómetro muy pequeño capaz de seguir los cambios de presión de la frecuencia de audio – pero no tiene medios para detectar la dirección de las ondas sonoras, por lo que tiene un patrón polar omnidireccional. Como esta disposición sólo detecta la presión, no importa la dirección desde la que se acerque el sonido. Lo único que importa es el cambio de presión en ese punto del espacio, por lo que es más o menos igual de sensible a los sonidos procedentes de todas las direcciones. Todos los demás patrones son variaciones de estos temas. El círculo azul es un patrón omnidireccional, los círculos rojos muestran un patrón en forma de ocho y la línea verde muestra el cardioide.
La simplicidad mecánica de este diseño «operado por presión» significa que el sonido fuera del eje sigue siendo recogido con razonable precisión (en términos de respuesta de frecuencia), pero el tamaño físico del diafragma de cualquier micrófono siempre dará lugar a alguna pérdida de alta frecuencia a medida que se desplaza fuera del eje – y cuanto más grande sea el diafragma, más pronunciada será esta pérdida de alta frecuencia. Si imagina que un sonido se acerca a un diafragma a, por ejemplo, 45 grados fuera del eje, el sonido llegará a un lado del diafragma ligeramente antes que al otro. Esto da lugar a una cierta cancelación de fase en las frecuencias altas y, por tanto, a un grado de pérdida de gama alta. Por eso los micrófonos de medición de precisión suelen tener cápsulas de diámetro muy pequeño. Esto crea otro problema, ya que la menor cantidad de energía sonora captada por un diafragma pequeño requiere más amplificación, lo que a su vez conduce a un mayor nivel de ruido eléctrico. Por eso, este tipo de micrófono no es adecuado para la mayoría de las aplicaciones musicales.
Otra ventaja inherente al diseño de los micrófonos accionados por presión es una respuesta de frecuencia bien extendida en el extremo inferior, normalmente una octava más que un micrófono cardioide de tamaño similar. También son menos susceptibles de captar ruidos y estruendos procedentes de vibraciones mecánicas que los micrófonos cardioides.
Un micrófono en forma de ocho utiliza un diafragma abierto al aire por ambos lados, por lo que, en lugar de responder directamente a la presión, responde a la diferencia (o gradiente) de presión entre la parte delantera y la trasera del diafragma, de ahí el término genérico de micrófono de «gradiente de presión» (a veces también denominado micrófono de «velocidad», porque detecta la velocidad de las ondas sonoras). Esta disposición del diafragma hace que el micrófono sea muy sensible a los sonidos que se acercan por el eje delantero o trasero, mientras que los sonidos que se acercan por el lateral no provocan ningún movimiento del diafragma, ya que la presión a cada lado del diafragma siempre permanece igual. El resultado práctico es un micrófono que es esencialmente «sordo» a 90 grados fuera del eje, pero que es igualmente sensible a la parte delantera y trasera. El sonido captado por la parte trasera del diafragma también produce una señal eléctrica invertida en comparación con el mismo sonido captado por la parte delantera del diafragma (esto es bastante lógico si se piensa en ello, ya que los dos escenarios resultan en el empuje del diafragma en direcciones opuestas).
La respuesta de frecuencia de los sonidos en el eje es razonablemente consistente dentro de las limitaciones establecidas por el tamaño del diafragma. En otras palabras, cuanto más pequeño sea el diafragma, mayor será la precisión a la hora de captar los sonidos fuera del eje. Un aspecto crítico del diseño de un micrófono de gradiente de presión es que el nivel de salida cae con la disminución de la frecuencia. Esto se debe a que la diferencia de presión a través del diafragma se reduce a medida que aumenta la longitud de onda de la onda sonora. Para superar este problema, la suspensión del diafragma suele estar dispuesta para responder más fácilmente a los sonidos de baja frecuencia que a los de alta frecuencia, lo que da lugar a una respuesta en frecuencia más uniforme. Un efecto secundario de esto es que el micrófono se vuelve mucho más sensible a las vibraciones mecánicas.
Efecto de proximidad
Otro factor importante que hay que tener en cuenta es que todos los micrófonos de gradiente de presión presentan, en diferentes grados, un «efecto de proximidad»: un aumento de las frecuencias bajas que se produce cuando el micrófono se utiliza muy cerca de la fuente de sonido (de ahí el otro término común, «punta de graves»). El efecto se debe a la física del funcionamiento del micrófono, y es un tema bastante complicado, pero en términos prácticos, para la grabación, puede ser tanto un punto fuerte como un punto débil: depende de lo que se quiera conseguir.
Si se combinaran cápsulas de presión y de gradiente de presión en un solo micro, o se dispusiera una sola cápsula para que tuviera las propiedades de ambas, el resultado sería una forma cardioide. En el eje, en la parte delantera, los patrones polares omnidireccional y en forma de ocho producidos por los dos elementos fundamentales del micrófono se suman para que la combinación sea muy sensible. En los lados, el elemento en forma de ocho no tiene nada que añadir, dejando sólo la captación del omni. En consecuencia, los lados del cardioide son menos sensibles que la parte delantera. En la parte trasera, la respuesta de la figura de ocho tiene la misma sensibilidad que la del omni, pero la salida eléctrica está en la polaridad opuesta, por lo que las dos se cancelan, haciendo que el micrófono sea extremadamente insensible a los sonidos que vienen directamente de la parte trasera. Un gráfico de la sensibilidad del micrófono en diferentes ángulos tiene una forma aproximada de corazón, de ahí la etiqueta cardioide, aunque en realidad se parece más a una sección transversal vertical a través de una manzana, siendo el tallo la parte trasera del patrón.
El patrón cardioide o unidireccional se utiliza ampliamente debido a su capacidad para discriminar los sonidos que llegan desde los lados o la parte trasera del micrófono. Sin embargo, cuando se examina más de cerca cómo se comporta un micrófono cardioide, pronto se hace evidente que no es la solución única que podría parecer a primera vista.
Aunque los primeros micrófonos cardioides utilizaban dos cápsulas separadas, la mayoría de los micrófonos cardioides de hoy en día se construyen utilizando una sola cápsula, en la que se utiliza un laberinto sónico detrás del diafragma para manipular la fase de los sonidos que llegan a la parte trasera de la cápsula de tal manera que se produzca el patrón cardioide deseado. En general, este sistema funciona muy bien y es la base de la mayoría de los micrófonos dinámicos de mano para escenario, así como de muchos modelos de condensador para estudio, pero su debilidad es que el patrón de captación cardioide no es el mismo en todas las frecuencias, por lo que, aunque el micrófono puede producir resultados muy precisos en situaciones en las que el sonido incidente está directamente en el eje, los sonidos fuera del eje serán filtrados por las características direccionales del micrófono, caracterizándose en la mayoría de los casos por una caída de la sensibilidad en las frecuencias altas. Pruebe a hablar a un lado de un micrófono cardioide y pronto escuchará lo coloreada que puede ser la captación fuera del eje.
En el mundo real, el sonido rara vez llega sólo en el eje, ya que la mayoría de los entornos producen una cantidad significativa de sonido reflejado, y éste puede llegar al micrófono desde prácticamente cualquier ángulo. El resultado práctico de esto es que el sonido (por lo demás preciso) en el eje se mezcla con un sonido reflejado significativamente coloreado y, en salas no tratadas, esto puede conducir a una característica notablemente nasal o de caja. También hay que tener en cuenta que los micrófonos cardioides se clasifican como micrófonos de gradiente de presión (porque la parte trasera del diafragma no está sellada) por lo que, al igual que la figura de ocho, también presentan el efecto de proximidad, que puede dar lugar a un aumento significativo de los graves cuando se utilizan muy cerca de los instrumentos o de los vocalistas.
Variando la mezcla de elementos de presión (omnidireccional) y de gradiente de presión (figura de ocho), podemos producir patrones cardioides más amplios o más estrechos y, una vez más, estas variantes pueden reproducirse utilizando una cápsula de un solo diafragma modificando el laberinto acústico detrás del diafragma. Los micrófonos de patrón estrecho, como el supercardioide y el hipercardioide, muestran un pequeño lóbulo de sensibilidad en la parte trasera, donde el mayor componente de gradiente de presión empieza a dejar su huella en forma de una pequeña cola trasera de polaridad opuesta. Como resultado, los ejes menos sensibles en estos tipos de micrófonos tienden a estar entre 35 y 45 grados del eje trasero, en lugar de directamente detrás. Esto resulta crítico cuando se colocan monitores plegables para un vocalista de escenario, por ejemplo, y también afecta a la forma en que se debe colocar el micro en un estudio para rechazar el derrame no deseado. En general, hacia dónde se dirige el «eje muerto» del micrófono es al menos tan importante como hacia dónde se apunta, y a menudo más.
Debido a que estos micrófonos tienen un patrón de captación más estrecho que un cardioide normal, son más sensibles a los cambios de posición de la fuente de sonido, por lo que es importante minimizar el movimiento cuando se trabaja cerca de ellos. Los absorbentes físicos colocados detrás del micrófono pueden ayudar a reducir el nivel de sonido que llega a ese sensible lóbulo posterior, por lo que en situaciones en las que una buena separación es primordial, el uso cuidadoso de los micrófonos cardioides estrechos es una opción válida.
La teoría en la práctica
¿Cómo nos ayuda esta visión general tan básica de los patrones de micrófono y sus características a la hora de realizar nuestras grabaciones? Volviendo a nuestro viejo amigo el cardioide, ahora sabemos que tenemos que tener en cuenta una respuesta de frecuencia fuera del eje inexacta y, si se utiliza muy cerca de una fuente de sonido, un aumento de los graves por proximidad. Las cualidades direccionales ayudan a mantener los instrumentos separados en la grabación y también ayudan a minimizar la cantidad de sonido reflejado que llega al micrófono, pero puedes estar seguro de que cualquier derrame o sonido reflejado que llegue a la parte trasera y a los lados del micrófono estará significativamente coloreado en comparación con un micrófono omni utilizado en la misma situación. Un micrófono omnidireccional, por supuesto, captará más sonido de la sala, pero lo captará con mucha menos coloración que un cardioide.
Con este conocimiento, puede intentar organizar su configuración de grabación para minimizar la cantidad de sonido fuera del eje que llega al micrófono. Una forma de hacerlo es con absorbentes de sonido, como mantas pesadas y dobladas, edredones o paneles de espuma acústica. Por ejemplo, cuando se graban voces se necesita algo detrás de la cabeza del cantante que intercepte y absorba el sonido que, de otro modo, podría rebotar en la pared directamente detrás de él y llegar a la parte delantera y lateral del patrón cardioide. También ayuda tener absorbentes alrededor de la parte trasera y los lados del micro, sin olvidar el techo por encima del micro y el cantante. Aunque el apantallamiento improvisado puede ser muy efectivo, las soluciones comerciales como el filtro de reflexión SE son algo más ordenadas y menos molestas a la hora de apantallar el propio micrófono, pero las superficies reflectantes detrás del cantante también deben ser tratadas para conseguir resultados óptimos.
El uso de absorbentes eficaces mejorará significativamente la calidad de las grabaciones realizadas con un micrófono de patrón cardioide en un espacio altamente reflectante, pero pocos micrófonos cardioides suenan tan naturales como un buen modelo omni, simplemente por la forma en que el laberinto acústico detrás del diafragma afecta a la pureza del sonido.
El efecto de proximidad excesivo es más problemático cuando se graban voces, pero se soluciona fácilmente colocando una pantalla antipop para que el cantante no pueda acercarse más que un par de centímetros al micrófono. El proceso de toma de decisiones implica sopesar las consecuencias de utilizar un micrófono omni y sufrir más derrame, o elegir un micrófono cardioide, donde la cantidad de derrame se reduce pero el derrame que queda sonará más coloreado; de hecho, el sonido básico puede ser también menos natural. En muchos casos, se obtienen resultados notablemente mejores si se utiliza un micrófono con patrón omnidireccional y se colocan pantallas acústicas para reducir la cantidad de derrame que llega a la parte trasera y a los lados del micrófono.
En mi propio estudio, solía utilizar siempre un micrófono cardioide cuando grababa una guitarra acústica, pero ahora suelo optar por utilizar un micrófono omnidireccional junto con un filtro Reflexion. No sólo el resultado es más natural, sino que la posición exacta del micrófono parece menos crítica que cuando se utiliza un modelo cardioide. Por supuesto, no siempre buscamos un sonido natural, especialmente en la música pop, donde un resultado musicalmente agradable es más importante que la fidelidad absoluta. Por eso los micrófonos cardioides de gran diafragma (posiblemente los menos precisos en términos de fidelidad) son tan populares para la grabación de voces.
Aunque no hace falta demasiada imaginación para explorar los pros y los contras de los micrófonos cardioides u omnidireccionales en situaciones típicas de grabación, es menos obvio dónde encaja la figura de ocho. Después de todo, ¿por qué querrías un micrófono que es tan sensible en la parte trasera como en la delantera, si no es para aplicaciones estéreo especializadas como M&S (Mid & Side)? Bueno, a veces es porque la composición física del micrófono no da opción. Los micrófonos de cinta, por ejemplo, tienen un patrón polar natural en forma de ocho y, en los años 50 y 60, solían ser populares entre las bandas de música en directo, ya que permitían que dos coristas cantaran en lados opuestos del mismo micrófono. Hoy en día, en el estudio, elegimos los micrófonos de cinta por su tonalidad.
Sin embargo, una de las principales razones para elegir un micrófono en forma de ocho no es tanto de dónde capta como de dónde no capta. Recuerde que un micrófono en forma de ocho es totalmente sordo a los sonidos que llegan desde 90 grados fuera del eje. Esto significa que si tienes dos fuentes de sonido muy próximas, a menudo puedes mejorar significativamente la separación entre ellas colocando un par de micrófonos en forma de ocho de manera que el «eje sordo» de cada micrófono apunte hacia la fuente de sonido que estás tratando de rechazar. A menudo se puede contrarrestar la sensibilidad trasera del micro utilizando un apantallamiento acústico. Esta técnica puede ser muy exitosa cuando se graba a un guitarrista acústico que también canta, ya que ayuda a separar la guitarra y la voz, aunque la separación nunca será perfecta por dos razones: los sonidos no se originan en un solo punto y las reflexiones de la sala pueden llegar a los micrófonos desde muchos ángulos diferentes. Por esta última razón, es muy recomendable utilizar absorbentes acústicos para aislar la zona de grabación de las reflexiones excesivas de la sala.
Los micrófonos multipatrón funcionan combinando las salidas de dos cápsulas, siendo la disposición más popular la de dos cápsulas cardioides situadas una detrás de otra. Al controlar el nivel y la polaridad de las salidas de las dos cápsulas, se puede crear cualquiera de los patrones polares básicos. Sin embargo, cuando la pureza del sonido es importante, como en el caso de la grabación de instrumentos clásicos o étnicos, la elección de un micrófono omnidireccional o de figura de ocho de un solo diafragma (idealmente con un diafragma pequeño) es probable que produzca resultados más precisos, con menos coloración del sonido fuera del eje.
Cuando se trata de micrófonos con patrón cardioide, no hay mucha diferencia si se utiliza un modelo de una sola cápsula o un modelo de doble cápsula con múltiples patrones. Ambos funcionarán de forma similar, ya que ambos se basan en cápsulas cardioides. En teoría, las variantes de diafragma más pequeño deberían producir resultados más precisos para los sonidos fuera del eje, pero las ventajas pueden verse eclipsadas por la coloración causada por el laberinto acústico utilizado para crear el patrón polar en primer lugar.
Una palabra final…
He mantenido deliberadamente esta visión general lo más sencilla posible, con el fin de transmitir algunos conceptos importantes. Quizá lo más importante es que, aunque el micrófono de gran diafragma y patrón cardioide puede ser el pilar de la grabación en un estudio de proyectos, hay situaciones en las que puede no ser la mejor opción. Espero haber subrayado adecuadamente la importancia del entorno de grabación, ya que el control de lo que llega al micrófono -especialmente por medio de la reflexión- puede marcar una gran diferencia en el resultado final.