Un woofer, también conocido como altavoz de graves, es un transductor diseñado específicamente para reproducir sonidos de baja frecuencia, generalmente en un rango que oscila entre los 50 y los 200 Hz. El término proviene de la palabra onomatopéyica inglesa woof, que imita el ladrido profundo de un perro, estableciendo un contraste directo con el tweeter, diseñado para frecuencias altas y cuyo nombre deriva del trino de los pájaros (tweets).
Funcionamiento Técnico
El diseño más extendido para un woofer es el transductor electrodinámico. Este sistema utiliza un cono rígido, fabricado habitualmente de papel tratado, que es impulsado por una bobina móvil situada en un campo magnético. La bobina móvil se fija mediante adhesivos a la parte posterior del cono y, junto con el imán, constituye un motor eléctrico lineal.
El proceso de generación de sonido sigue la regla de la mano izquierda de Fleming para motores: cuando una corriente eléctrica fluye a través de la bobina móvil, esta se desplaza en relación con el bastidor, empujando o tirando del cono en un movimiento similar al de un pistón. Este desplazamiento hacia adelante y hacia atrás crea las ondas sonoras que percibimos como frecuencias graves.
Rangos de Frecuencia y Variantes
La capacidad auditiva humana estándar llega aproximadamente hasta los 20 Hz. Los woofers se encargan de cubrir las octavas más bajas del espectro de un sistema de altavoces. Dependiendo de su aplicación, existen diversas categorías:
- Mid-woofer: En sistemas de dos vías, el controlador de graves debe cubrir también una parte significativa del rango medio (a menudo hasta los 800 o 1000 Hz).
- Subwoofer: Popularizado desde la década de 1990 en sistemas de cine en casa y sonido profesional (PA), este tipo de woofer está optimizado exclusivamente para frecuencias muy bajas, generalmente entre 45 y 100 Hz. En entornos de festivales al aire libre, los subwoofers profesionales pueden alcanzar frecuencias tan bajas como los 20 Hz.
Diseño y Acústica
El diseño eficiente de un woofer requiere convertir la señal eléctrica de un amplificador en movimiento mecánico del aire con alta fidelidad. Este proceso se ve condicionado por la necesidad de un recinto acústico (caja) que acople el movimiento del cono con el aire circundante.
El Recinto Acústico
El tamaño del recinto es proporcional a la longitud de onda de las frecuencias más bajas que se desea reproducir; por ello, las cajas de los woofers son considerablemente más grandes que las de los altavoces de medio o agudos. Un hito importante en este campo fue la patente del diseño de gabinete bass-reflex en 1932 por Albert L. Thuras de Bell Laboratories, un sistema que utiliza un puerto para mejorar la respuesta de graves.
Redes de Crossover
Para que el woofer reciba únicamente las frecuencias para las que fue diseñado, se utiliza una red de crossover (filtro de cruce), que puede ser pasiva o activa. Este circuito filtra la banda de frecuencias, asegurando que el woofer no intente reproducir agudos, lo que evitaría distorsiones y posibles daños al equipo.
Control Electrónico y Procesamiento
Con el avance de la electrónica, se han implementado sistemas para mitigar las deficiencias mecánicas de los controladores económicos o recintos mal diseñados:
- Altavoces Activos: Algunos sistemas utilizan sensores de movimiento en el woofer para enviar una señal de retroalimentación al amplificador, corrigiendo la posición del cono en tiempo real para mejorar la precisión y la extensión de los graves.
- Ecualización: Se utilizan circuitos de ecualización para compensar deficiencias predecibles del altavoz o para adaptar la respuesta acústica al entorno, algo fundamental en sistemas de refuerzo sonoro y megafonía (PA).
- DSP (Procesamiento Digital de Señales): El uso de filtros digitales, como la respuesta al impulso finita (FIR), permite crear crossovers de alta precisión en sistemas bi-amplificados o tri-amplificados, optimizando la fase y la respuesta en frecuencia.
