En este episodio sobre los fundamentos del diseño y la ingeniería de altavoces, nos centramos en el woofer. Aquí te ofrecemos una comprensión esencial de qué es un woofer, qué función desempeña para ofrecer una gran experiencia musical y en qué se diferencia de su hermano mayor, el subwoofer.
Qué es un woofer
Desde el desarrollo de los primeros altavoces con múltiples transductores, las frecuencias se han dividido entre una unidad de transductor de alta frecuencia (el tweeter) y las frecuencias medias/graves (el woofer) en diseños sencillos de dos vías.
En diseños más complejos, puede añadirse un transductor de medios a la ecuación, dejando al woofer centrarse en la reproducción de las frecuencias graves en torno al intervalo de 40–500 Hz. Pero, incluso en esta configuración, el woofer debe abarcar un rango de frecuencias bastante amplio para ‘alcanzar’ e integrarse con el transductor de medios.
Y, por supuesto, en los altavoces de dos vías, el woofer necesitará una extensión aún mayor hacia las frecuencias superiores para ‘encontrarse’ con el tweeter, al tiempo que sigue extendiéndose hasta los límites inferiores de frecuencia del altavoz. Aquí es donde entra en juego un subwoofer...
Ubicación del woofer
En un diseño de altavoz típico, el woofer se sitúa en la sección inferior del panel frontal. Esta ubicación no es arbitraria; es una elección deliberada que favorece tanto el rendimiento acústico como la arquitectura del recinto.
Distribución de graves: Las ondas sonoras de baja frecuencia son naturalmente menos direccionales que las de alta frecuencia. Por eso el woofer suele colocarse en la parte inferior del recinto del altavoz, mientras que el tweeter se sitúa en la parte superior, lo más cerca posible de la altura de los oídos para lograr la máxima precisión, detalle y cohesión espacial.
Sinergia con el recinto: La parte inferior del recinto suele ofrecer más espacio y estabilidad para alojar el woofer de mayor tamaño. Los diseñadores pueden aprovechar el volumen interno adicional para que el woofer interactúe de forma más eficaz con la sintonización del recinto, optimizando el flujo de aire, el control de resonancias y la gestión de la presión.
Qué es un subwoofer
Un subwoofer no sustituye ninguna de las funciones del woofer de tus altavoces, sino que se especializa en los graves profundos, desde aproximadamente 100–120 Hz hacia abajo. Añadir un subwoofer a tu sistema reduce la exigencia sobre tus altavoces principales a la hora de reproducir graves realmente profundos, de esos que puedes sentir además de oír. También suele permitirte utilizar el sistema a un nivel de volumen más bajo sin perder la sensación de peso y cuerpo.
Los subwoofers ofrecen varias ventajas frente al woofer o los woofers integrados en tus altavoces principales:
La mayoría de los subwoofers ofrecen una entrada de nivel de línea, que permite conectarlos a cualquier amplificador o preamplificador con una salida dedicada para subwoofer, ya sea estéreo o una señal mono sumada, o mediante un par de tomas de preamplificación. Algunos subwoofers ofrecen la opción de una entrada de ‘alto nivel’ (o nivel de altavoz), que permite conectarlos en paralelo con los altavoces principales del sistema.
Los transductores de graves dedicados de los subwoofers suelen ser más grandes que los que se encuentran incluso en los altavoces estéreo más grandes. Esto los hace ideales para mover las grandes cantidades de aire necesarias para producir las largas longitudes de onda de las frecuencias muy bajas.
La mayoría de los subwoofers modernos son de diseño activo, lo que significa que cuentan con su propia amplificación de alta potencia y un filtro de paso bajo en la entrada. Esto garantiza que solo las frecuencias graves para las que están diseñados se envíen a través de la amplificación hasta los transductores. El filtro puede ajustarse para adaptar la caída de las frecuencias superiores del subwoofer al límite inferior de la respuesta en frecuencia de los altavoces principales.
¿Qué es el mono sumado?
El mono sumado consiste en tomar los canales izquierdo y derecho de una señal estéreo, sumarlos matemáticamente para crear una única señal mono y enviar después esa señal idéntica a todas las salidas. A diferencia del mono de ‘solo canal izquierdo’ o ‘solo canal derecho’, no se descarta nada: ambos canales se combinan en uno.
Las principales diferencias entre woofers y subwoofers
Rango de frecuencias y salida de sonido
Como ya hemos señalado, las funciones de los woofers y los subwoofers son bastante diferentes: ambos producen graves y, en algunos de los altavoces más grandes, los woofers pasivos convencionales pueden alcanzar las frecuencias bajas que gestionan algunos subwoofers dedicados.
Sin embargo, los subwoofers, como su nombre indica, están diseñados para intervenir donde la mayoría de los woofers dejan de ofrecer energía en bajas frecuencias, en la parte más baja del rango de frecuencias audible; a esto se le denomina a veces “la octava final”. Pero no son solo para aficionados a los órganos de iglesia o a los efectos de cañón de la Obertura 1812: esta extensión de graves puede influir profundamente en el disfrute de una amplia variedad de música, no solo del material con muchos graves.
Diseño y construcción
Mientras que los woofers utilizados en altavoces estéreo principales se diseñan pensando en su integración con los demás transductores, la tarea de un subwoofer es algo más sencilla. Se trata de mover mucho aire, necesario para esas frecuencias realmente bajas, con rapidez y precisión.
Así, aunque incluso un altavoz de suelo grande puede incorporar varios woofers de unos 8” de diámetro, los subwoofers van un paso más allá con transductores de 12”, 16”, 32” e incluso mayores, especialmente los modelos diseñados para reproducir el canal de efectos de baja frecuencia (LFE) en grandes sistemas de cine en casa. Incluso puedes encontrar en el mercado un subwoofer de 100”, si tienes espacio.
Los requisitos de un cono de transductor para estas aplicaciones son los mismos que en cualquier otra parte de un sistema de altavoces: rigidez y velocidad con la menor distorsión posible. Pero con una amplificación potente integrada en un subwoofer activo y un rango de frecuencias limitado y controlado electrónicamente, la ligereza absoluta no es una prioridad tan importante como en los transductores de altavoces pasivos. Por ello, los subwoofers pueden utilizar desde conos de papel/pulpa hasta materiales más exóticos, como el aluminio e incluso tejidos ligeros ultrarrígidos como el Kevlar.
Para mover suficiente aire, los sistemas de suspensión de larga excursión son habituales en los subwoofers, y no es raro que algunos diseños cuenten con varios transductores o radiadores pasivos de graves diseñados para amplificar el efecto del transductor. Al fin y al cabo, estas frecuencias muy bajas son mucho menos direccionales que las de medios y agudos, por lo que un subwoofer se centra más en energizar el aire de la sala de escucha y deja a los altavoces principales la tarea de proporcionar todos los detalles espaciales más sutiles.
¿Necesitas un subwoofer? ¿Y son dos mejores que uno?
En salas de escucha más pequeñas, puede que sientas que un par de altavoces compactos ofrece todos los graves que necesitas. En espacios más grandes, los altavoces grandes con múltiples transductores, quizá con varias unidades de graves dedicadas impulsadas por una amplificación potente, serán más que capaces de ofrecer un sonido sustancial y convincente. Y, por supuesto, ahorrarás el dinero que implica comprar un subwoofer dedicado.
Sin embargo, en muchos casos puede que necesites utilizar el sistema a niveles bastante altos para lograr una sensación satisfactoria de escala y peso, tanto si escuchas música rock como una orquesta sinfónica completa. Aunque los diseñadores de altavoces buscan ofrecer una tonalidad uniforme en distintos niveles de volumen, como dijo cierto ingeniero de la Flota Estelar: “No se pueden cambiar las leyes de la física”. Scotty no hablaba de altavoces, pero la idea se mantiene: para obtener graves convincentes, hay que mover mucho aire. Por eso, en Hi-Fi, más volumen casi siempre significa mayor tamaño.
Paradójicamente, añadir un subwoofer a un sistema Hi-Fi permite utilizarlo a un nivel más bajo sin perder ese peso en los graves: añadir un sistema de graves dedicado, controlado por su electrónica integrada, no consiste solo en añadir más peso y volumen, sino en perfeccionar el rendimiento en bajas frecuencias de tu sistema.
Además, en algunas salas puede que dos subwoofers compactos produzcan unos graves más controlables y mejores que un único modelo mucho más grande, con la ventaja añadida de que resultan más fáciles de ocultar para lograr un aspecto limpio. Al fin y al cabo, esos graves profundos no son direccionales.
¿Sabías que...?
El primer subwoofer comercial apareció en la década de 1960 para reproducir efectos de terremoto en salas de cine, en películas como Earthquake.
Comparación entre woofers y subwoofers
Aquí tienes un breve resumen de lo que hemos visto...
Respuesta en frecuencia típica
Woofer: ~40–500 Hz (la frecuencia superior puede extenderse más con transductores de medios/graves en un diseño de dos vías)
Subwoofer: 20–100 Hz
Tamaño típico
Woofer: 4” / 10 cm a 8” / 20 cm
Subwoofer: Hasta 20” / 50 cm
Diseño
Woofer: Parte de una configuración con múltiples transductores en el altavoz principal
Subwoofer: Diseño independiente, normalmente con amplificación activa
Conclusión: elegir el altavoz de graves adecuado para tu sistema
Es posible que el woofer o los woofers de los altavoces de tu sistema principal sean más que adecuados para tus necesidades y ofrezcan bajas frecuencias bien integradas con el resto del rango de frecuencias. Sin embargo, hay diversas situaciones en las que un subwoofer aportará una valiosa contribución al rendimiento general de tu sistema. Estas son algunas:
Los altavoces compactos o sistemas de estantería suelen atenuarse por debajo de 60–80 Hz. Un subwoofer completa los graves que faltan y restaura la fidelidad de rango completo.
Los sistemas de cine en casa dependen de subwoofers para los canales LFE (efectos de baja frecuencia), esenciales para lograr impacto cinematográfico.
Las salas grandes pueden absorber la energía de los graves; un subwoofer añade las frecuencias bajas que faltan.
Los géneros musicales con graves profundos (EDM, hip-hop, obras orquestales) se benefician de una reproducción ampliada de bajas frecuencias.
En salas más pequeñas, donde puede resultar difícil acomodar altavoces más grandes, la combinación de altavoces compactos de soporte o estantería con un subwoofer ‘oculto’ también puede resultar visualmente más atractiva.
Así que, tanto si buscas optimizar los matices musicales como el impacto cinematográfico, comprender cómo se complementan los woofers y los subwoofers garantiza que tu sistema ofrezca el rendimiento en bajas frecuencias que exige tu configuración.
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