Hola amigos, como les había platicado, me di a la tarea de hacer experimentos para comprobar algunos principios que durante muchos años he dado por hechos sobre las Cajas Acústicas; descubrir si tales o cuales cosas realmente hacen alguna diferencia o no. Por supuesto, para realmente poder establecer algún efecto como verdadero, la comunidad científica establece que se deben de realizar muchas pruebas, emplear muchos subwoofers y cajas acústicas distintas, tratando de cubrir todas las posibilidades.
En este caso, aun cuando me esmeré en que las condiciones fueran lo más idénticas, repetibles y perfectas posibles a fin de descartar factores contaminantes externos, se trata de una sola prueba, y por lo tanto los resultados no pueden tomarse como concluyentes. Sin embargo, queridos amigos, ustedes estarán de acuerdo conmigo en que un solo experimento bien controlado nos arroja mucha más información que no hacer ninguno, y en todo caso representa una invitación para que algunos de ustedes los emulen y más adelante compartamos los resultados.
Muy bien. La duda que quiero resolver ahora es la siguiente: en la literatura se establece que, para que el cálculo matemático de la longitud que debe llevar el puerto de entonación de una caja acústica ventilada sea preciso, tal puerto debería quedar alejado de las paredes de la caja, al menos un diámetro. Que si esto no se cumple, si el puerto se encuentra cercano a alguna pared, tal cercanía podría comportarse como una extensión del puerto, cambiando su frecuencia de entonación. De hecho, más de alguna vez he tratado de compensar la falta de longitud de un puerto esquinándolo en la caja, con la intención de que tal situación lo “alargue virtualmente”.
Para este experimento se empleó la caja acústica que aparece en la imagen, con la cual es posible intercambiar con facilidad la tapa superior, para de esta manera poder montar uno u otro puerto según se vaya a medir. La idea de esta caja acústica de pruebas, como comentaba en el artículo anterior, es que nos garantice que el único cambio es la posición del puerto. El subwoofer es el mismo, la caja acústica es la misma, la ubicación de la caja en la habitación es la misma, todos los parámetros son los mismos, siendo el único cambio la tapa superior con los distintos puertos que van a probarse, y de hecho las pruebas se realizaron todas en el mismo momento, en un espacio quizá de 2 horas. De hecho, hasta el puerto de 4” empleado fue el mismo, garantizando su idéntica longitud; sólo se sustituyó el panel superior adecuado para cada prueba.
Bueno, pues la primera medición fue con el puerto cilíndrico de 4” en circunstancias ideales, ubicado al centro de la caja, alejado de todas las paredes. Habíamos comentado que la frecuencia de entonación calculada era de 35 Hertz. Mencionamos también que la forma más precisa para encontrar la entonación del puerto era midiendo al subwoofer, con la técnica de micrófono cercano, siendo la frecuencia de entonación el punto donde el subwoofer prácticamente se detiene, donde presente un puntiagudo valle en su respuesta en frecuencia. Esta curva corresponde a la curva verde de la siguiente imagen.
Donde se observa que la frecuencia de entonación real quedó en 33.8 Hertz (nótese que el mes anterior, con esta misma caja y puerto la entonación nos salió de 32.5 Hertz. Así es la vida. Como ya mencioné, medir es una de las cosas más difíciles que hay, cercana a imposible. Es por ello que en el párrafo de arriba se hace mención al hecho de que todas las pruebas del artículo de hoy fueron realizadas y repetidas en una sola sesión de trabajo). El siguiente paso consistió en intercambiar la tapa superior empleando el mismo puerto, de tal forma que éste ahora quedó pegado a un extremo de la caja, tocando uno solo de los costados de la caja.
El resultado es la curva roja, donde la frecuencia de entonación baja a 33.7 Hertz, es decir, sí se “alarga virtualmente” por la cercanía a la pared, pero una cantidad ridículamente despreciable, ¡0.1 Hertz!
El tercer experimento consistió en esquinar totalmente el mismo puerto cilíndrico, con dos de sus caras tocando dos de las paredes internas de la caja, es decir, justo como no debería hacerse para evitar diferencias con los cálculos matemáticos. El resultado es la curva amarilla, donde se observa que la frecuencia de entonación bajó a 33.4 Hertz, 0.4 Hertz por debajo a lo obtenido con el puerto en circunstancias ideales, ocurriendo justamente esa elongación virtual esperada, pero en una proporción relativamente despreciable, lo que me da lugar a pensar que en el futuro podré ubicarlos en donde se me dé la gana con respecto a las paredes, que las diferencias de este hecho son muchos menores a la incertidumbre propia de la longitud final calculada.
Para continuar con los experimentos, ahora comparé el puerto cilíndrico de 4” al centro de la caja (curva verde), con puertos tipo ranura. El primero de ellos fue ubicado al centro de la caja, tomando de las paredes interiores tan solo dos pequeños lados, y luego la misma ranura en un extremo de la caja, tomando tres de sus cuatro dimensiones de las paredes internas de la caja. En esta ocasión sí se empleó una ranura extrema típica y no el puerto casi cuadrado del artículo del mes anterior. La boca interna de esta ranura fue de 30.4 centímetros (el ancho de la caja menos el espesor de las maderas) por 2.79 centímetros, es decir, básicamente los mismos 84.8 centímetros cuadrados que tiene de área el puerto cilíndrico. Bueno pues con la ranura a la mitad de la caja, la frecuencia de entonación, como se puede ver en la curva roja de la segunda imagen, salió de 34.8 Hertz, mientras la ranura en un extremo de la caja (curva azul) salió entonada a 34.0 Hertz.
Esto muestra que usar las paredes de la propia caja como puerto efectivamente produce aquella “elongación virtual”, pero con un efecto definitivamente menor a lo que yo hubiera esperado, una vez más menor a la incertidumbre propia entre el cálculo de la longitud calculada y la medida. Lo que sí se puede notar es que los dos puertos tipo ranura salieron entonados arriba en frecuencia con respecto a los cilíndricos, como si fueran más cortos o más bien, como si tuvieran menos diámetro. Lo que estoy entendiendo de estos resultados es que al tener las ranuras tanto perímetro para un área específica, tienen mayores pérdidas, efecto semejante a que presentaran menos diámetro o área.
Tras estos experimentos concluyo que, al menos bajo las condiciones presentes de esta prueba, la ubicación del puerto con respecto a las paredes de la caja, siendo éstas centrado, parcial o totalmente esquinado, tanto para puertos cilíndricos como ranuras, es despreciable. Puede ubicarse como uno guste, que las diferencias obtenidas son menores que la propia incertidumbre entre el cálculo matemático y la medición final de la frecuencia de entonación.
Sin embargo…
Sin embargo, después de estas mediciones sí encontré un fenómeno que me dejó helado, que nunca había encontrado en la literatura antes, que no me esperaba y que cambiará la forma en que calculo cajas acústicas de aquí en adelante. Aquí los espero en el próximo artículo...
El artículo Cajas Acústicas es obra del Ing. Juan Castillo Ortiz y fue publicado en la Revista AudioCar #392.
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