El Lenguaje del Sonido: Comprendiendo los Parámetros de Thiele-Small

Un recorrido profundo por los parámetros Thiele-Small — el lenguaje esencial del diseño de altavoces. Descubre qué significan Fs, Vas, Qts y otras especificaciones clave, cómo influyen en el sonido y cómo guían el diseño de cajas en herramientas como Speaker Box Lite.

AlexExiv

Published 5 Sep, 18:13

Introducción: por qué importan los parámetros Thiele-Small

Cada altavoz es mucho más que un cono y un imán. Detrás del papel, la goma y el acero se esconde un retrato matemático de cómo se comportará ese transductor. Ese retrato se captura en lo que los ingenieros llaman parámetros Thiele-Small, en honor a A. Neville Thiele y Richard H. Small, dos pioneros del audio que en los años 70 establecieron un marco para describir cómo interactúan los altavoces y sus recintos.

A primera vista, la hoja técnica de un woofer puede parecer críptica: símbolos como Fs, Vas, Qts repartidos en columnas de números. Pero no son datos arbitrarios. Estos parámetros son el lenguaje del diseño acústico, que permite predecir si un altavoz ofrecerá graves profundos, medios suaves o golpes rítmicos y secos.

Comprender los parámetros Thiele-Small no es solo tarea de profesionales. Los aficionados al DIY, los entusiastas del car audio y los diseñadores de home theater dependen de ellos. Con la ayuda de herramientas modernas como Speaker Box Lite, cualquiera puede traducir estos valores abstractos en cajas concretas y rendimiento sonoro real.

La “trinidad principal”: Fs, Vas y Qts

Aunque existen muchos parámetros, tres destacan como la base del modelado de altavoces: Fs, Vas y Qts.

Fs – Frecuencia de resonancia

En esencia, Fs es la frecuencia de resonancia del altavoz en aire libre. Imagina golpear una copa de vino y escuchar cómo vibra: el cono de un altavoz hace lo mismo. Ese punto donde vibra con mayor facilidad es Fs.

Físicamente, Fs depende de la rigidez de la suspensión (borde y araña) y de la masa móvil (cono, tapapolvo y bobina). Valores bajos de Fs suelen indicar un altavoz capaz de reproducir graves profundos, mientras que valores altos sugieren un transductor más apto para medios o agudos.

En el diseño de cajas, Fs actúa como ancla. Una caja sellada refuerza las frecuencias por encima de Fs, mientras que un bass-reflex utiliza un puerto sintonizado para extender la respuesta por debajo. Ignorar Fs lleva a frustraciones: un woofer pequeño con Fs de 80 Hz nunca dará subgraves, por grande que sea la caja.

Vas – Volumen equivalente de cumplimiento

Vas suena complicado, pero es sencillo: representa el volumen de aire que tendría la misma elasticidad que la suspensión del altavoz. En términos prácticos, indica la escala del transductor.

Un Vas grande señala una suspensión blanda que suele requerir cajas amplias. Un Vas pequeño refleja una suspensión rígida, apta para recintos compactos.

Si se combina correctamente, Vas determina el tamaño óptimo de la caja. Un woofer con alto Vas en una caja minúscula sonará ahogado e ineficiente.

Qts – Factor de calidad total

Qts es el más matizado de los tres. Es el factor de calidad total, que combina el amortiguamiento eléctrico (Qes) y el mecánico (Qms). En otras palabras, mide qué tan “controlado” o “suelto” está el altavoz en torno a su resonancia.

Un Qts bajo (menos de 0.3) indica un motor con gran control, ideal para cajas ventiladas.
Un Qts alto (más de 0.6) sugiere menor amortiguamiento, funcionando mejor en cajas selladas.
Valores medios (0.4–0.5) ofrecen equilibrio y flexibilidad.

En conjunto, Fs, Vas y Qts forman el mínimo de datos para calcular el volumen y la sintonía de una caja. Por eso muchos fabricantes al menos publican estos tres valores: bastan para esbozar la personalidad del altavoz.

Más allá de lo básico: parámetros secundarios

Mientras la trinidad principal abre la puerta, la comprensión completa viene de los parámetros de apoyo.

Qes y Qms – Factores eléctricos y mecánicos

Qes (Q eléctrico): muestra el amortiguamiento aportado por el sistema eléctrico de la bobina. Un imán fuerte y baja resistencia llevan a un Qes bajo.
Qms (Q mecánico): describe el amortiguamiento proveniente de la suspensión. Una araña rígida y controlada produce un Qms bajo.

Ambos se combinan para formar Qts.

Cms – Cumplimiento mecánico

Cms mide la elasticidad de la suspensión, en metros por Newton. Un valor alto significa suspensión blanda y mayor facilidad de movimiento del cono. Un Cms bajo indica rigidez, elevando la resonancia Fs.

Sd – Área efectiva del cono

Sd es el área radiante activa del cono. Cuanto mayor sea, más aire puede mover el altavoz. Un Sd grande con gran excursión produce altos niveles de presión sonora.

Re – Resistencia en corriente continua

Re es la resistencia DC de la bobina. Suele ser algo menor que la impedancia nominal (por ejemplo, un “8 ohmios” puede tener Re de 6.3 Ω). Es clave en el diseño de filtros y cálculos de potencia.

Mms – Masa móvil

Mms es la masa total en movimiento: cono, bobina, tapapolvo y parte de la suspensión. Una masa alta baja la resonancia pero reduce eficiencia. Una masa ligera responde rápido, pero con menos profundidad en graves.

Bl – Fuerza del motor

Bl es el producto del flujo magnético (B) y la longitud de bobina (l). Indica la fuerza del motor. Valores altos implican gran control del cono, mejorando precisión.

Rms – Pérdidas mecánicas

Rms mide la resistencia mecánica de la suspensión, es decir, cuánta energía se pierde en calor o fricción. Afecta la eficiencia y la respuesta a transitorios.

Impedancia

La curva de impedancia muestra cómo varía la resistencia con la frecuencia. En la resonancia, la impedancia se dispara; en el resto del espectro, se estabiliza alrededor del valor nominal.

Potencia – RMS y Máxima

Potencia RMS: es la energía que el altavoz soporta de forma continua sin sobrecalentarse.
Potencia máxima o pico: son ráfagas cortas, a menudo el doble o más que la RMS.

Aunque no son parámetros Thiele-Small, son vitales para aplicaciones prácticas.

Dos familias: parámetros Thiele-Small vs electromecánicos

Es útil dividirlos en dos grupos:

Thiele-Small: Fs, Vas, Qts, Qes, Qms. Son los que se usan directamente en el diseño de cajas.
Electromecánicos: Cms, Sd, Re, Mms, Bl, Rms, impedancia, potencias. Describen la naturaleza física y eléctrica del transductor.

Los Thiele-Small son un atajo práctico para cálculos, mientras los electromecánicos muestran la física completa.

Por qué algunas marcas publican más datos que otras

Si hojeas fichas técnicas, notarás que muchas marcas (especialmente en car audio o consumo) solo muestran Fs, Vas y Qts. Es suficiente para que los aficionados diseñen cajas básicas.

En cambio, marcas de audio profesional o alta fidelidad suelen publicar la lista completa de parámetros, lo que permite simulaciones avanzadas y diseños precisos de filtros.

La diferencia radica en la audiencia: el usuario común no quiere una pared de números, el ingeniero los exige.

Medir parámetros por tu cuenta

No todas las hojas técnicas son completas, y a veces trabajamos con altavoces sin especificaciones. En esos casos, puedes medir los parámetros tú mismo.

Existen herramientas como Dayton Audio DATS (Dayton Audio Test System), que simplifican el proceso: conectas el altavoz, ejecutas una prueba y el software calcula los parámetros. También existen sistemas profesionales como Klippel o montajes caseros con tarjetas de sonido.

De este modo, puedes llenar datos faltantes, comprobar la veracidad de las fichas técnicas o aprender más sobre tus altavoces.

De los números a la música: simulación con Speaker Box Lite

Comprender parámetros es una cosa; aplicarlos es otra. Aquí entra Speaker Box Lite.

La aplicación ofrece dos modos de modelado:

Modelo simple: requiere solo Fs, Vas y Qts. Con estos tres, Speaker Box Lite propone volúmenes, sintonías y respuestas aproximadas. Es rápido y funciona con la mayoría de los altavoces, ya que casi todas las fichas publican esos básicos.
Modelo complejo: para máxima precisión, utiliza un conjunto más amplio de parámetros Thiele-Small y electromecánicos. Al inclui

Mms, Bl, Re, Sd, Cms y otros, la simulación refleja pérdidas mecánicas, curvas de impedancia y resonancias.

En la práctica, puedes empezar con el modelo simple y luego refinar con el complejo si tienes datos completos o mediciones propias.

Resonancia, influencia y sonido real

Lo fascinante de los parámetros Thiele-Small es cómo conectan la física con la experiencia auditiva.

Un altavoz con Fs baja y gran Sd puede mover mucho aire en subgraves, generando impacto físico.
Un transductor con alto Bl y bajo Mms reacciona con rapidez, ideal para percusiones.
Un woofer con Qts alto en caja sellada ofrece graves cálidos, mientras uno con Qts bajo en caja bass-reflex enfatiza eficiencia y extensión.

Estos valores son huellas digitales del sonido. Conocerlos da poder predictivo y control creativo.

Conclusión: leer entre líneas de una hoja técnica

Los parámetros Thiele-Small quizá parezcan intimidantes, pero son un puente entre el mundo físico de conos y bobinas y el mundo artístico del sonido.

Desde la base de Fs, Vas y Qts, hasta la influencia de Bl, Cms y Mms, cada dato cuenta parte de la historia. Algunas marcas publican solo lo básico, otras entregan la enciclopedia completa. Con herramientas modernas —o tus propias mediciones— puedes descubrir lo que falta.

Y con Speaker Box Lite, no necesitas ser un físico acústico para aplicar ese conocimiento. Sea con el modelo simple o con el complejo, los parámetros se transforman de cifras abstractas en el plano de tu próximo recinto… y finalmente, en la banda sonora de tu vida.