Las cajas acústicas son el último elemento del sistema de alta fidelidad. De nada sirve la calidad de los componentes que las preceden si éstas no son capaces de mantener el nivel de calidad hasta el final. Responden a un diseño tecnológico básico, que luego va siendo sometido a refinamientos destinados a elevar sus prestaciones, en base al presupuesto del destinatario final. Por cajas acústicas entendemos el conjunto de la caja propiamente dicha, y los altavoces que están contenidos en ella. Tanto las cajas como los altavoces, necesitan estar cuidadosamente diseñados para proporcionar la mayor fidelidad posible.
¿Por qué cajas?
Los altavoces se alojan en cajas, no para proporcionar un soporte que los contenga (que también podría ser su función), sino para evitar el fenómeno denominado “cortocircuito acústico”, que se produce en el altavoz debido a que sus dos caras producen ondas de presión de fase opuesta. Cuando la presión es elevada, se puede producir cancelación del movimiento y de la onda sonora. Metiendo los altavoces en una caja, se evita este problema. Pero se crea uno nuevo: la onda posterior se refleja en el fondo de la caja y al encontrarse con la frontal y sumarse, se producen interferencias. Esto se evita instalando el altavoz de forma que su fondo no sea paralelo al frontal, y también colocando en el interior de la caja materiales absorbentes de la onda acústica.
Tipos de cajas acústicas
Las cajas pueden ser de tres tipos fundamentalmente: Cerradas, bass réflex y cajas paso banda. En las cajas cerradas se busca evitar el cortocircuito acústico, amortiguando la onda trasera por medio de materiales acústicos. Se rellena de material absorbente. Son de tamaño moderado, pero puede generar una gran distorsión a bajo volumen.
Las cajas Bass-Reflex están parcialmente cerradas, llenas de material absorbente, pero con un tubo con salida al exterior (respiradero). Presentan un buen rendimiento en graves. Lo que se busca con este tipo de caja es recuperar parte de la energía producida por la parte trasera de la membrana que normalmente se pierde en forma de calor en el material absorbente. Variando el volumen de la caja y las dimensiones del respiradero, se puede optimizar la respuesta del sistema.
Las cajas Paso Banda se han popularizado para su uso en sistemas de cine en casa. Están formadas por una caja con una pared interior en la que se encuentra el altavoz. Se deben construir con mucho cuidado porque la presión en su interior es muy grande. Su gran ventaja es que proporcionan una extensión de graves muy importante.
Los materiales
En la fabricación de las cajas, la elección del material de construcción va a influir mucho en el sonido que van a producir. Hay una gran variedad de materiales para elegir. Además de las características mecánicas (rigidez, dureza), hay que tener en cuenta sus características acústicas (índice de absorción y resonancia). En la actualidad, la mayoría de las cajas se fabrican en MFD, aunque también las puede haber de aglomerado, contrachapado o madera de diversos tipos. Para los materiales de absorción, se pueden utilizar fibras, corcho o corcho moqueta.
El altavoz
Los altavoces son transductores electro acústicos, es decir, componentes que convierten señales eléctricas en ondas acústicas. Se produce en dos pasos: primero se convierten las señales eléctricas en energía mecánica, y luego esta energía mecánica se convierte en ondas de energía acústica.
El altavoz consta de un imán rodeado de una bobina móvil, que se mueve de forma proporcional a la señal eléctrica que recibe. La bobina transmite el movimiento a una membrana o diafragma, que genera las ondas de presión que se perciben como sonido.
Las frecuencias sonoras que emite el altavoz son directamente proporcionales al tamaño de su diafragma. Como es prácticamente imposible que un altavoz emita sonido con la misma potencia en toda la gama teórica de frecuencias audible por el oído humano (20 Hz-20 kHz), en las cajas se utilizan varios altavoces, encargando a cada uno la tarea de generar una parte de todo el rango de frecuencias. De esta forma, podemos dividir los altavoces en:
Tweeter: generan sonidos de alta frecuencia desde 5 kHz hasta 30 o 50 kHz.
Medios: para las frecuencias entre 300 Hz hasta 5 kHz.
Woofer: bajas frecuencias, entre 40 Hz y 1 kHz.
Subwoofer: producen sonidos de ultra baja frecuencia, típicamente entre 20 Hz y 200 Hz.
Vías
Las cajas acústicas se caracterizan por la cantidad de vías que presentan. Las vías hacen referencia a los bloques de frecuencia en los que se divide la señal de audio para su reproducción. No tiene por qué coincidir con el número de altavoces. Una caja de dos vías puede contener, por ejemplo, tres altavoces. Para generar las vías, se utilizan filtros, que dejan pasar determinadas bandas de frecuencia, y envía a cada altavoz o grupo de altavoces, la que le corresponda. Los filtros empleados constan fundamentalmente de condensadores y bobinas, que se combinan formando diferentes diseños que permiten el paso de las frecuencias deseadas.
La calidad del sonido
La calidad del sonido emitido por las cajas acústicas se puede determinar con diversos parámetros. Pero el más estandarizado es la curva de respuesta en frecuencia, que idealmente debe ser lo más plana posible entre los 20 Hz y los 20 KHz, para un nivel de presión sonora determinado (más grande cuanto mayor sea la potencia sonora que pueda suministrar la caja). También es muy importante la distorsión en ésta gama de frecuencias, que se da en tantos por ciento, y mejor es el dato cuanto menor sea la cifra.
