Construcción de cajas acústicas

Construcción de cajas acústicas En este articulo no pretendemos hacer un análisis exhaustivo del calculo de recintos acústicos, sino más bien de cómo fabricarlos, cuales son las formulas geométricas más habituales, la elección de los materiales para la fabricación, y su perfecto ensamblaje, tabla de filtros pasivos, todo ello utilizando materiales a nuestro alcance, huyendo de proyectos y materiales sofisticados, donde cualquier persona, sabiendo el volumen necesario de sus altavoces podrá hacer la caja que mas le convenga. Los altavoces emiten generalmente una onda acústica en cada una de las caras de su membrana que difiere entre sí 180º . Esto provoca el CORTOCIRCUITO ACUSTICO, este fenómeno produce una caída muy importante del nivel en las bajas frecuencias (descenso de la presión sonora). Cortocircuito acústico:

Es posible atenuar o suprimir este fenómeno aislando las dos caras del altavoz, bien por un bafle plano o una caja (aislando la cara trasera del altavoz). Supresión de cortocircuito acústico con bafle:

La emisión acústica de las cajas, deben hacerse exclusivamente por la membrana de los altavoces o por los sistemas de descompresión (bass reflex), será extremadamente importante, evitar cualquier propagación Acústica por las paredes de las mismas, en efecto la caja constituye la carga acústica de un altavoz, pero no un traductor. Una buena elección de materiales, y su perfecta integración entre si, tendrá ventajas, tales como: Un grave más fiel, una mejor dinámica, mejor definición, y sobre todo unos graves firmes y poderosos. De igual modo él sujetarla fuertemente al vehículo será de enorme importancia, ya que sino pierde energía. Formulas de geometría más comunes para el cálculo de volúmenes de cajas Área del triángulo: h 1/2 x b x h a Área del rectángulo: axb

b a

Área del circulo: 3.1416 x r x r

r

Volumen de una caja triangular = área de la base por la altura. b a xbxh 2 h

a a a

Volumen de una caja rectangular = Area de la base por la altura.

h a x b x h = volumen b a Volumen de un cilindro o port = Area de la base por la altura. 3.1416 x r x r x h = volumen R

r

h

Las cajas más habituales son que utilizan la inclinación de los asientos, estas pueden considerarse triangulares y las podemos calcular con la formula anterior, pero a menudo suelen necesitar de mas volumen, y si nos damos cuenta la manera mas utilizada es alargar la pared vertical, como si le añadiéramos un rectángulo. Es decir que deberemos de hacer el calculo del triángulo mas el rectángulo, como muestra la figura, acordándonos de restar el grosor de las paredes imaginarias que se tocan, (zona x de la figura).

Zona x Imaginaria A descontar

Elección de los materiales: Es corriente emplear la madera en la construcción de las cajas; también se oye decir que esta utilización es la mejor que pueda existir. Esto no es del todo cierto , ya que la densidad y la frecuencia de resonancia de los materiales juegan un papel fundamemtal.

Si, por razones de costo, y pesos, estamos obligados a tomar esta clase de material. La principal experiencia de Briggs autor del libro “HAUT PARLEURS”en relación con la calidad de los materiales a emplear en la construcción de las cajas, le hizo escribir a este respecto: Cualquiera que sea el tipo de caja acústica estudiado, es imposible obtener de ella una reproducción de buena calidad antes de llegar a eliminar las resonancias de sus paredes. Cuanto más grandes sean los paneles tanto mas imperiosa es esta regla. El sándwich de arena entre hojas de contrachapado se aconseja para los paneles de grandes superficies. El ladrillo, el mármol y el cemento son excelentes, pero conducen a realizaciones intransportables pero es absolutamente necesario utilizarlos en espesores importantes (esta técnica es muy utilizada en algunas discotecas, realizándose cámaras de albañilería y gruesas paredes). De hecho, un estudio mas a fondo nos revela que la mejor solución consiste en emplear diferentes materiales a fin de generar diferentes velocidades de propagación. Las mejores soluciones que encontramos para los vehículos dada su facilidad a ser trabajadas y su poco peso, son: Tablero de DMF: son fibras de madera mezcladas con una cola sintéticas y prensadas a mas de 20 toneladas de presión. disponible en tableros de: 0’4 , 0’6 , 1’0 ,1’6 ,1’9 ,3’0 ,5’0 centímetros. Tableros de contrachapado: (es un tipo de madera, que habitualmente se compone de tres o más laminas diferentes, encoladas entre sí)existen diferentes combinaciones, laminados con abedul, nogal, roble, pino, etc. de su rigidez dependerá su frecuencia de resonancia. Nuestra recomendación es el contrachapado marino. Tableros de conglomerado: existen de muchos tipos, es una mezcla de maderas trituradas encoladas y prensadas, es la menos recomendable, por su baja calidad, muchos fabricantes la utilizan dado su bajo precio, reforzándola interior mente con listones de madera. Tablero de Polimetacrilato de Metilo: A veces llamado simplemente “acrílico”. Aunque este termino describe a una familia numerosa de polímeros químicamente conexos el PMMA es un termoplástico amorfo, Transparente e incoloro, duro, rígido, pero quebradizo y sensible a la entalla. Tiene una buena resistencia a la abrasión y a los rayos UV, una excelente claridad pero resistencia débil a las temperaturas, a la fatiga y a los solventes. A pesar de ser inflamable, su emisión de humos es débil.

Fibra de vidrio: se compone de manta de vidrio, resina, y catalizador (endurecedor), se trata de fabricar los tableros (o formas elegidas) necesarias, a base de capas, extendiendo la manta y untando con un pincel o brocha la resina que previamente habremos mezclado con el catalizador en proporciones que indique el fabricante, y dándole el espesor necesario. El espesor mínimo de dicho material será de 6 m/m. Unión de los materiales: Los cantos de las caras a unir deberán estar perfectamente pulidos, y deberán unirse entre sin la más mínima fisura. De no ser así deberemos rellenar con materiales lo suficientemente resistentes las fisuras existentes, (no es nada recomendable esta practica, pero si no hay mas remedio pondremos la máxima atención a este proceso). Para la madera: Es de vital importancia el encolado y el atornillado de la caja, las colas que utilizaremos son: cola blanca para la madera de venta en almacenes de bricolaje. Primero haremos un agujero con una broca de 1milimetro grosor menor al tornillo que utilizaremos, la atornillaremos con tornillos para madera, 3 veces más largos que el espesor de la madera. Para el polimetacrilato: existen adhesivos técnicos para este material también de venta en tiendas especializadas (ferreterías, almacenes de bricolaje) y su atornillado será más cuidadoso que el de la madera, ya que hemos visto en sus propiedades su facilidad a resquebrajarse, la mejor solución para el acrílico será hacer rosca con unos machos, e introducir tornillos de rosca, 2 veces más largos que el grosor del acrílico. Refuerzos interiores: utilizaremos listones triangulares de la madera mas fuerte que podamos encontrar (tipo arce o similar),alistonando todas las paredes interiores y pegando los refuerzos con cola de madera (para caja de madera , y adhesivos técnicos para el acrílico)de la caja. También se puede utilizar T de hierro, contorneando la caja interiormente, Podremos encolar estos refuerzos con pegamentos como araldit,nural etc…

Cajas con port (tubo sintonía): Es el orificio por donde se drenara el aire del interior de la caja, este puede ser un tubo cilíndrico, el cual deberá de tener sus extremos en forma de embudo para evitar el silbido a la salida del aire, la medida del mismo formara parte del calculo previo de la caja. El port también puede ser rectangular en vez de redondo, siempre que sé Conserve su área. Es de vital importancia también el sellado del port en la caja, para ello tendremos que utilizar a ser posible una corona dentada casi del mismo diámetro(dos milímetros menos que el port) de no ser posible utilizaremos una caladora y procuraremos seguir fielmente el trazo marcado es decir que no existan perdidas de aire y finalmente sellaremos el port a la caja. (La plastilina es un buen aliado para algunos casos) cuando no se dispone de productos más técnicos de sellado. Existen tamaños estándar para los port de plástico, son varios los fabricantes que los comercializan; Desde : 40- 300 m/m También existen codos para la prolongación de los port y sus medidas son similares a la de los tubos. Acabados de la caja: Los acabados de la caja dependerán del material con que haya sido realizada, pero la forma más habitual será el tapizado de la misma, sea bien con moqueta o vinilo, una forma muy elegante es él pintarla con acabado brillo, previamente dándole fondo tapa-poros, esta operación se reserva para profesionales de la pintura. Esta disponible en la web www.caraudio.org. Un programa gratuito de diseño y fabricación de cajas acústicas, junto con un diseñador de filtros pasivos, este soft es el BLAUBOX de la firma BLAUPUNKT , tenemos que agradecer desde aquí, el interés de esta firma en el dar a conocer a todo el mundo su experiencia .

WWW.CARAUDIO.ORG

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Diseño - Como construir caja acústica o bafle -

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El diseño básico de una caja acústica o baffle depende de los altavoces o parlantes que vamos a utilizar. Un modelo genérico de bafle no se adapta a todos los altavoces o parlantes, como un traje de talle 'nn' no se adapta a todas las personas. Deberíamos empezar por elegir los altavoces o parlantes que más nos gusten o los que hayamos podido oir y que coincidan con nuestros gustos, y con nuestro "bolsillo". Una vez conocidos los altavoces o parlantes a utilizar deberíamos adquirir un buen software que nos permita hacer los cálculos y simulaciones de cómo se comportaría el sistema acústico. Luego construir las cajas y esperar que el sistema se responda de acuerdo al modelo (a veces no sucede). Para hacer el modelo de una caja es necesario conocer los parámetros ThieleSmall de cada altavoz, los parámetros básicos son: Vas, fs, Qes, Qms, Qts y Re. A mayor calidad del altavoz y mayor calidad del fabricante, mayor es la calidad y la cantidad de parámetros Thiele-Small. Y ¿Qué pasa si poseo altavoces económicos y no tengo los benditos parámetros? La respuesta es que caminaremos bastante a ciegas y los resultados pueden no ser tan alentadores... Pero si uno quiere empezar a construir su propia caja acústica o baffle (cosa que puede darte mucho placer) puede partir de algunas pautas que se basan en nuestras experiencias. Con respecto a la forma de las cajas recomendamos ver dentro del artículo:

Baffle Step la imagen que está al final del mismo en donde se ve como los distintos formatos de cajas producen distintas intensidades de sonido y un efecto muy variable en lo que se está escuchando, luego ver Baffle Step 2 y observar las primeras 4 imágenes para tener una mejor idea de lo que pasa, si leen un poco va a ser más fácil entenderlo ;-) Volvamos a algunas pautas que se basan en nuestras experiencias. Ejemplos: SubWoofer: Dependiendo del diámetro del altavoz (medidos en pulgadas) recomendaríamos los siguientes volúmenes en litros:  10'' = 60 litros  12'' = 70 litros  15'' = 90 a 100 litros Woofer: Similar al SubWoofer, dependiendo del diámetro del altavoz tomar los siguientes volúmenes en litros:  10'' = 60 litros  12'' = 70 litros  15'' = 90 litros Altavoz de Medios: No necesita estar montado en una caja cerrada, puede ser simplemente un panel doblado en forma de 'U' que contiene el panel frontal y dos paneles laterales (NO están cerrados atrás). Tweeter: Tampoco necesita estar montado en una caja cerrada, puede ser simplemente un panel doblado en forma de 'U' o directamente un panel frontal. Fotos de Ejemplo de panel en 'U':

Cómo calcular el volumen de una caja

Supongamos que queremos hacer una caja de 45 cm de ancho por 50 cm de altura y 45 cm de profundidad, para un woofer o subwoofer, y para construirla vamos a utilizar madera o MDF o aglomerado, etc. de 1,8 cm de espesor. Primero: como vamos a calcular el volumen NETO (volumen Interno) de la caja debemos descontar 2 veces el espesor del material que vamos a usar, que en este ejemplo es de 1,8 cm. Ancho Neto = 45 cm - (2 x 1,8 cm) = 45 cm - 3,6 cm = 41,40 cm. Altura Neta = 50 cm - (2 x 1,8 cm) = 50 cm - 3,6 cm = 46,40 cm. Profundidad Neta = 45 cm - (2 x 1,8 cm) = 45 cm - 3,6 cm = 41,40 cm. El Volumen NETO es igual a 41,40 cm x 46,40 cm x 41,40 cm = 79.527,744 cm3 Como todos sabemos un litro equivale a 1000 cm3, si dividimos el volumen calculado por 1000 cm3 obtenemos el volumen de la caja en litros. Volumen NETO de la caja: 79.527,744 cm3 / 1000 cm3 = 79,52 litros. Son casi 80 litros y esto funcionaría muy bien para un woofer o sub de 12''. Altavoz de 15 pulgadas para woofer o subwoofer: Si queremos colocar un parlante de 15 pulgadas estándar, deberemos aumentar el volumen de la caja para estar seguros de que va a funcionar bien. Vamos a hacer una caja de 50 cm de ancho por 50 cm de altura y 50 cm de profundidad. Ancho = 50 cm - (2 x 1,8 cm) = 50 cm - 3,6 cm = 46,40 cm. Altura = 50 cm - (2 x 1,8 cm) = 50 cm - 3,6 cm = 46,40 cm. Profundidad = 50 cm - (2 x 1,8 cm) = 50 cm - 3,6 cm = 46,40 cm. El volumen NETO es igual a 46,40 cm x 46,40 cm x 46,40 cm = 99.897,344 cm3 Volumen NETO de la caja: 99897,344 cm3 / 1000 cm3 = 99,90 litros. Con 100 litros podemos utilizar un subwoofer de 15 pulgadas estándar y obtener muy buenos resultados. Importante: Recuerde que el volumen Neto de la caja es el volumen calculado midiendo las dimensiones INTERNAS de la caja y NO las medidas externas. En el caso de muchos subwoofers, especialmente los utilizados en Car Audio, en la hoja de datos que acompaña al altavoz vienen indicados los tamaños de cajas más convenientes para el mismo. Permanentemente en construcción...

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