Calculadora de caja de altavoz y sintonía
Calcula el volumen interno, las dimensiones del puerto y la frecuencia de sintonía para cajas bass reflex y selladas.
Introduce las dimensiones externas de la caja, el grosor del material y los parámetros del altavoz para obtener cálculos precisos de volumen neto, longitud del puerto y frecuencia de sintonía.
Calculadora de caja de altavoz y sintonía
Calcula el volumen interno, las dimensiones del puerto y la frecuencia de sintonía para cajas bass reflex y selladas.
Acerca de la calculadora de caja de altavoz
Una caja acústica es mucho más que una caja decorativa alrededor de un transductor. El recinto es un instrumento acústico en sí mismo: controla el flujo de aire alrededor del altavoz, evita la cancelación entre la onda frontal y la trasera, y moldea la respuesta en bajas frecuencias de formas que pueden hacer que un driver mediocre suene excelente o arruinar el rendimiento de uno premium.
Los dos tipos de recinto más comunes son sellado y bass reflex (con puerto). En una caja sellada, el aire interior actúa como un resorte que añade fuerza de restitución a la suspensión del altavoz. Cuanto más pequeña es la caja, más rígido se vuelve ese resorte de aire, lo que eleva la resonancia del sistema y reduce la extensión de graves. Una caja sellada más grande baja la resonancia del sistema, pero permite más excursión del cono, pudiendo alcanzar los límites del driver a altos niveles de salida. El volumen ideal de una caja sellada suele ser de 0.5 a 1.0 veces el parámetro Vas del altavoz.
Una caja bass reflex añade un puerto sintonizado —un tubo o ranura que abre al interior de la caja. En la frecuencia de sintonía del puerto y cerca de ella, el propio puerto irradia energía sonora, complementando al altavoz y extendiendo la salida de graves por debajo de la resonancia natural del driver. El principio del resonador de Helmholtz gobierna esta sintonía: la longitud y el área del puerto, combinados con el volumen de la caja, determinan la frecuencia de resonancia de la masa de aire en el puerto. La fórmula usada aquí es L = (c² × S) / (4π² × Vb × fb²) − 0.85 × √S, donde L es la longitud del puerto, c es la velocidad del sonido (13,540 in/s), S es el área de sección transversal del puerto en pulgadas cuadradas, Vb es el volumen de la caja en pulgadas cúbicas y fb es la frecuencia de sintonía deseada en Hz.
Esta calculadora usa dimensiones externas de la caja. El grosor del material se resta dos veces de cada dimensión (una por cada pared opuesta) para obtener las dimensiones internas reales usadas en todos los cálculos de volumen. El volumen interno neto es el volumen interno bruto menos el espacio ocupado por el propio altavoz, aproximado como un cilindro.
La frecuencia de sintonía del puerto suele elegirse entre 0.7 × Fs y 1.0 × Fs para extender los graves (donde Fs es la resonancia en aire libre del driver), o más alta para lograr máxima salida. Una sintonía de 35 Hz es común en subwoofers para coche y cine en casa. Sintonizar por debajo de 25 Hz puede dejar sin carga al driver en frecuencias muy bajas y aumentar la distorsión.
El grosor del material afecta de forma importante el volumen interno bruto. El MDF de 19 mm (3/4 de pulgada) es el material más común para cajas de audio doméstico por su alta densidad, uniformidad y facilidad de trabajo. El contrachapado de abedul báltico se prefiere en audio para coche cuando el peso es una preocupación.
Ejemplos de diseño de cajas de altavoz
Cuatro escenarios reales, desde altavoces de estantería compactos hasta grandes subwoofers para coche.
| Aplicación | Volumen neto | Notas |
|---|---|---|
| Subwoofer de coche de 12 pulgadas — exterior 20.5 × 14 × 12 in, MDF de 0.75 in, driver de 12 in, 5.5 in de profundidad, puerto de 3 in, 35 Hz | ~1.08 ft³ | Interior tras restar 2×0.75: 19 × 12.5 × 10.5 = 2,494 in³. El altavoz desplaza ~622 in³. Neto ≈ 1,872 in³ (1.08 ft³). La longitud del puerto es de ~12–15 pulgadas para una sintonía de 35 Hz. |
| Subwoofer de cine en casa de 15 pulgadas — exterior 24 × 18 × 16 in, MDF de 0.75 in, driver de 15 in, 7 in de profundidad, puerto de 4 in, 30 Hz | ~2.4 ft³ | Interior 22.5 × 16.5 × 14.5 = 5,382 in³ menos un desplazamiento del altavoz de ~1,237 in³. Neto ≈ 4,145 in³ (2.4 ft³). Un recinto bass reflex grande extiende los graves hasta 30 Hz. |
| Altavoz de estantería de 6.5 pulgadas — exterior 8.5 × 6 × 10 in, MDF de 0.5 in, driver de 6.5 in, 3 in de profundidad, puerto de 1.5 in, 45 Hz | ~0.14 ft³ | Interior 7.5 × 5 × 9 = 337.5 in³ menos unos 99.5 in³ del altavoz. Neto ≈ 238 in³ (0.14 ft³). Un puerto de 1.5 pulgadas a 45 Hz ofrece una respuesta de graves con pegada. |
| Monitor de estudio de 8 pulgadas — exterior 12 × 8 × 14 in, MDF de 0.75 in, driver de 8 in, 4 in de profundidad, puerto de 2 in, 40 Hz | ~0.38 ft³ | Interior 10.5 × 6.5 × 12.5 = 853 in³ menos unos 201 in³ del altavoz. Neto ≈ 652 in³ (0.38 ft³). Un puerto de 2 pulgadas es adecuado para niveles de salida moderados y mezcla precisa. |
Cómo usar la calculadora de caja de altavoz
- Mide las dimensiones externas del recinto que planeas construir. Introduce longitud, ancho y altura en pulgadas. La calculadora restará el grosor del material para obtener las dimensiones internas.
- Introduce el grosor del material: normalmente 0.75 pulgadas (19 mm) para MDF, o 0.5 pulgadas (13 mm) para tableros más finos usados en altavoces de estantería compactos.
- Introduce el diámetro nominal del driver y la profundidad de montaje para tener en cuenta el volumen de desplazamiento que ocupa dentro de la caja.
- Introduce el diámetro del puerto y la frecuencia de sintonía deseada. Un diámetro mayor reduce la velocidad del aire, pero requiere un tubo más largo; uno más pequeño necesita un tubo más corto, pero puede producir ruido de puerto a volúmenes altos.
- Haz clic en Calcular para ver el volumen neto, la longitud de puerto requerida y la frecuencia de sintonía. Ajusta cualquier valor y vuelve a calcular hasta obtener un diseño que encaje en tu espacio y cumpla tus objetivos acústicos.
Preguntas frecuentes de la calculadora de caja de altavoz
¿Cuál es la diferencia entre cajas selladas y con puerto?
Una caja sellada ofrece graves precisos y bien controlados con buena respuesta transitoria, pero con extensión limitada en bajas frecuencias. Una caja con puerto (bass reflex) usa un puerto sintonizado para extender la salida de graves por debajo de la resonancia natural del driver, con mayor eficiencia y graves más profundos, a costa de algo de precisión y de un gabinete más grande.
¿Cómo elijo la frecuencia de sintonía adecuada?
La frecuencia de sintonía suele fijarse entre 0.7 y 1.0 veces la resonancia en aire libre del driver (Fs) para lograr la máxima extensión de graves. Para subwoofers de cine en casa, son comunes 20–35 Hz. En audio para coche, 35–45 Hz da graves con pegada sin excursión excesiva a alto volumen. Evita sintonizar muy por debajo de 20 Hz, porque puede provocar descompresión del driver y distorsión.
¿Por qué la calculadora usa dimensiones externas?
Porque eso es lo que normalmente se mide en el exterior de un recinto terminado o en proyecto. Luego resta dos veces el grosor del material de cada dimensión para obtener el volumen de aire interno. Usar dimensiones externas evita un error común: olvidar el grosor de los paneles al planificar el volumen interno.
¿Qué grosor de material debería usar?
El MDF de 3/4 de pulgada (19 mm) es la opción estándar para la mayoría de las cajas de audio doméstico porque es denso, uniforme y fácil de trabajar. En audio para coche, donde el peso importa, es común usar MDF de 5/8 de pulgada o contrachapado de abedul báltico. Los paneles más gruesos (1 pulgada o más) reducen las resonancias del gabinete y se recomiendan para recintos grandes de subwoofer de alta salida.
¿Cómo afecta el diámetro del puerto al rendimiento?
Un diámetro mayor reduce la velocidad del aire en el puerto, lo que minimiza el ruido de puerto (chuffing) a altos niveles de salida. Sin embargo, para la misma frecuencia de sintonía requiere un tubo más largo, que quizá no quepa dentro de la caja. Como regla general, conviene mantener la velocidad del aire del puerto por debajo de 17 m/s a potencia máxima. Varios puertos pequeños pueden aportar el área necesaria con longitudes más cortas.
¿Puedo usar esta calculadora para cajas selladas?
Sí. En diseños sellados, simplemente ignora el resultado de la longitud del puerto y céntrate en el volumen interno neto. Compara este volumen con el parámetro Vas del driver: un volumen de caja de 0.5–1.0 × Vas da un Qtc moderado (0.7–1.0) para una respuesta sellada equilibrada. Las cajas más pequeñas suben la resonancia del sistema y endurecen los graves; las más grandes extienden la respuesta, pero pueden volverse retumbantes.