¿Cómo funciona un altavoz?

Os pongo en antecedentes y os será más fácil seguir el hilo del artículo. Hace ya casi un año, tuve en mi sala las magníficas Jean Maurer JM320E. A raíz de esta reseña, pude tener la suerte de disponer del contacto directo con el creador y fabricante de las mismas. La confianza se fue acrecentando con el paso del tiempo, bastante más tarde de la publicación del artículo, ya que antes, por norma estricta, no mantengo contacto alguno con los fabricantes. Como decía, por esta proximidad, me solicitó que tradujera su manual guía sobre altavoces del inglés al español.

A partir de este punto, me vino a la cabeza la posibilidad de escribir un artículo, a nivel básico, sobre el funcionamiento de los altavoces. Espero que os sea de ayuda para entender y comprender un poco más este fascinante mundo del audio.

¿Cómo funciona un altavoz?

¿Alguna vez te has preguntado por qué un altavoz suena como suena? Más allá de la madera y los conos (transductores), existe un fascinante universo de física y tecnología. Este artículo intenta hacer más accesibles los principios técnicos clave que hacen posible que la música cobre vida en tu sala.

El altavoz no engaña a tu oído, sino a tu cerebro. Nuestros oídos son increíbles, pero tienen sus peculiaridades. No escuchamos todas las frecuencias con la misma intensidad. De hecho, somos hipersensibles a una franja de frecuencias que va desde los 700 Hz hasta los 2.800 Hz. Esta es la llamada zona sagrada del sonido, donde se encuentra la mayoría de las voces e instrumentos. Se podría decir que, tanto por arriba como por abajo de estas frecuencias, se encuentran los detalles. Siendo los más cercanos a ellas, los más evidentes, y como más alejados, más sutiles.

Un ejemplo para facilitar la comprensión. Imagina que estás escuchando a tu cantante favorito. La claridad de su voz, la emoción en cada palabra, todo eso ocurre principalmente en esta zona sagrada. Si el altavoz no es lo suficientemente preciso en este rango, notarás que la voz suena artificial o poco natural, incluso si el resto de la música suena bien. Por eso, un altavoz de alta gama divide el trabajo en vías o caminos. Si un altavoz es de tres vías, dispone de un altavoz para los graves (woofer), uno para las frecuencias medias (que gestiona las voces), y un altavoz para los agudos (tweeter). El más exigido es el de medios, ya que es el que necesita ser más fiel a la realidad.

Impulso eléctrico a movimiento que genera sonido

Un altavoz es, en esencia, un transformador de energía. Coge la señal eléctrica de tu amplificador y la convierte en movimiento físico. Este movimiento es lo que empuja el aire para crear las ondas sonoras que percibimos como música, sonidos, ruido, etc.

El corazón de este proceso es un "motor" eléctrico. En el centro del altavoz hay una bobina móvil que se mueve dentro de un imán potente. Cuando la electricidad pasa por la bobina, esta se convierte en un electroimán y, dependiendo de la dirección de la corriente, es empujada o atraída por el imán principal. Este movimiento de vaivén hace vibrar la membrana (el cono que vemos) al mismo ritmo que la señal eléctrica. Es como un mini pistón que reproduce la vibración original.

Como este es un punto importante, me detengo un poco más en él. Visualizamos a un guitarrista que pulsa una cuerda. La cuerda vibra. Esa vibración genera el sonido impulsando las partículas de aire que se ven afectadas. Un altavoz de alta fidelidad, en cambio, utiliza la electricidad para pulsar su propia cuerda (membrana) miles de veces por segundo, recreando fielmente la vibración original de la cuerda, la voz del cantante o cualquier otro instrumento.

Filtros y cajas. La importancia del recinto acústico

Un altavoz no es solo el componente que vibra, sino que es parte de un sistema mucho más complejo. Los filtros son vitales en un altavoz. Actúan como un director de orquesta, asegurándose de que cada altavoz reciba solo las frecuencias que debe reproducir. El woofer recibe los graves, el de medios recibe las frecuencias medias y el tweeter se encarga de los agudos. Y añado otro inciso en este punto. Los transductores no son exactos a la hora de cortar las frecuencias, generándose zonas de confluencia. Esto emborrona el sonido. El filtro genera zonas de cruce e intenta minimizar los efectos perniciosos antes mencionados. Gestionarlos es extremadamente difícil, por lo tanto, a más cortes (vías), más dificultad. Y cuanto más difícil es realizar una labor, más fácil es hacerlo mal.

Por otra parte, la caja del altavoz no es un simple mueble. Su principal función es gestionar la energía que se genera dentro. Cuando el cono del altavoz se mueve hacia adelante para emitir un sonido, al mismo tiempo, la parte trasera del cono emite una onda de sonido en sentido opuesto. Sin una caja adecuada, estas dos ondas se anularían parcialmente, arruinando el sonido. La caja atrapa y disipa esta energía no deseada para que no interfiera.

O en los diseños bass-reflex o ventilados, se crea un laberinto acústico para que esa onda trasera viaje por el laberinto y salga por el puerto de forma que se sume a la onda principal en lugar de anularla, reforzando los graves y mejorando el cuerpo del sonido.

¿Los altavoces suenan igual desde todos los ángulos? No, existe la directividad

El sonido de un altavoz cambia si te mueves de un lado a otro. Eso lo sabemos todos y todos lo hemos experimentado multitud de veces. La búsqueda del Santo Grial a modo de punto dulce, punto caliente o hot spot. Cada cual que lo defina como quiera. Esto se llama directividad. El sonido se propaga en todas direcciones, pero el tamaño del cono del altavoz afecta cómo se dispersa. Los altavoces con conos grandes tienden a ser más direccionales, especialmente con las frecuencias más altas. Sin embargo, si hablamos de bajas frecuencias, al ser el ancho de onda superior al tamaño de la habitación, estas pierden su direccionadad de forma clara, aunque pueda percibirse un cierto grado de presencia superior en el lado de emisión.

El altavoz y el amplificador

La relación entre el altavoz y el amplificador es más compleja que la de una sencilla conexión. Un altavoz es una carga reactiva. Esto significa que no solo recibe energía del amplificador, sino que también puede devolverla. Cuando el cono del altavoz se mueve, genera una pequeña señal eléctrica propia (la contra fuerza electromotriz). El amplificador debe ser capaz de absorber esa resistencia para mantener el control sobre el movimiento del altavoz. Si el amplificador no es lo suficientemente robusto, el sonido puede volverse borroso y perder su claridad, especialmente en pasajes musicales dinámicos. Por eso, un buen amplificador debe tener la capacidad de controlar al altavoz, no solo de alimentarlo.

Por este motivo, los habituales a mis escritos o vídeos habréis leído multitud de veces que, después de la sala, el principal elemento de un sistema musical es el binomio altavoz/amplificador. Comprar un amplificador de nivel, sin poder probarlo con tus altavoces, es como enviar a la suegra a probarse un vestido para tu señora.

Para terminar, las imágenes utilizadas en este artículo forman parte del manual creado por Jean Maurer, como herramienta de ayuda a los aficionados. Todos los derechos de imagen y reproducción pertenecen a su legítimo propietario, siendo Amigos HiFi autorizada expresamente para poder realizar este artículo.

Además, si este artículo es parece demasiado básico, podéis leer este PDF más técnico y origen de la idea de este, pulsando aquí .