• Aguante de potencia (potencia admisible) en cajas acústicas : normas, RMS, pico

    De entre las muchas confusiones que abundan en el mundo de la sonorización profesional está la del aguante de potencia (en inglés, power handling) de un altavoz, también llamado potencia admisible. Por una parte, los fabricantes utilizan una variedad de términos tales como potencia de pico, RMS, media, continua o de programa. Por otra, existen diferentes formas de medir el aguante de potencia de un altavoz o caja acústica que producen diferentes resultados. En este tema de audio trataremos de arrojar algo de luz sobre esta cuestión.

    1. Potencia


    La potencia es la energía por unidad de tiempo. Se mide en vatios (en inglés, watts). La potencia que entrega un amplificador a un altavoz se mide a través la división del cuadrado del voltaje (V) por la impedancia (Z) :

    Potencia = -----
    Z
    Según que tipo de voltaje utilicemos, lograremos un tipo de potencia. Si el voltaje es de pico, la potencia será también de pico. Si el voltaje es RMS, obtendremos potencia media (RMS). El RMS (del inglés, root-mean-square)1 o media cuadrática, es sólo una herramienta matemática que extrae el valor eficaz de una señal (habitualmente alterna).

    1. Root-mean-square, significa literalmente raíz-media-cuadrado, ya que los valores se elevan al cuadrado (con lo que desaparece el signo negativo), se hace una media y por último se extrae la raíz cuadrada de ésta. Este valor eficaz es similar a mediar el voltaje de la señal excluyendo el signo. Para ser exactos, es el nivel de corriente continua (CC o, en inglés, DC) que disiparía la misma potencia sobre una resistencia.


    2. Pruebas de potencia


    Para determinar el aguante de potencia (que también podríamos llamar potencia admisible) de un altavoz, se lo ha de someter a una prueba de potencia. Ésta consiste en alimentar el altavoz con señal de prueba, que normalmente consiste algún tipo de señal de ruido con un margen dinámico controlado, durante un tiempo determinado, habitualmente entre 2 y 100 horas.

    La señal de prueba suele ser alguna forma de ruido rosa. El ruido rosa es una señal aleatoria que posee la misma energía en todas la bandas de frecuencia. Por otro lado el ruido rosa no es constante, sino que posee una cierta dinámica. El ruido rosa nos permite de esta forma realizar estudios donde se pone a prueba no sólo el aguante térmico del altavoz, sino también el aguante mecánico.

    El margen dinámico de una señal se expresa con el factor de cresta, que es la relación entre la potencia de los picos y la potencia de la media de la señal. La figura que puede verse a continuación muestra una señal de ruido rosa con un factor de cresta de 6 dB, es decir, que la potencia del pico es 6 dB mayor que la potencia media de la señal. Ello equivale a una relación de 2 a 1 entre el voltaje de pico y el RMS, que corresponde a una relación de 4 a 1 entre la potencia de pico y la potencia media ("rms"), puesto que la potencia se calcula en base al voltaje al cuadrado. Esta dinámica es la especificada habitualmente por la normas internacionales. Antiguamente el factor de cresta de la música comercialmente grabado era elevado (del orden de 20 dBs), pero hoy en día el pop y el rock vienen muy comprimidos con factores de cresta que oscilan por los 10 dBs, pero que pueden incluso acercarse a esos 6 dBs de las señales usadas en las pruebas de potencia de laboratorio.


    Existen varias normas que especifican procedimientos a la hora de realizar las pruebas. Las más relevantes son :


    2.a. La norma AES2-1984

    Ésta es una norma para componentes de altavoz realizada por el Audio Engineering Society. Es de uso muy habitual y, aunque es solo para componentes, se aplica también, a veces, a cada una de las vías de un sistema activo. Especifica una señal de ruido rosa con factor de cresta de 6 dB 2, con un ancho de banda de una década. Por ejemplo, un altavoz de bajos podría usar una banda de 50-500 Hz, mientras que una unidad de agudos podría usar una de 1000-10000 Hz. El gráfico muestra el espectro de ambos ejemplos. La duración de la prueba es de dos horas, tras la cual el componente no debe mostrar daño apreciable. La impedancia (Z) utilizada será la impedancia mínima del componente.

    2. Realmente una vez que se filtra, el ruido con factor de cresta de 6 dB tiende a recuperar su dinámica original, que suele acercarse 12 dB de factor de cresta, razón por la cual las normas más actuales se inclinan por este último factor.



    Espectro comparado de diferentes señales para pruebas de potencia vistas por un analizador de banda porcentual constante (tipo RTA). El ruido rosa sin filtrar sería una línea recta plana

    2.b. La norma AES2-2012

    La norma AES2-1984 ha sido sustituida por la AES2-2012. Ahora la señal de ruido rosa tiene un factor de cresta de 12 dB (4:1) y la impedancia que se utiliza para el cálculo de potencia es la impedancia nominal. Esto último supone que la potencia calculada ahora será típicamente del orden de un 20% inferior para el mismo componente con respecto a la norma del 1984 (que utiliza la impedancia mínima para el cálculo de potencia), lo que puede crear mucha confusión. Además, el filtrado en los extremos de la banda es ahora de 24 dB/octava en vez de 12 dB/oct (por claridad no se ha añadido al gráfico de arriba).

    2.c. La norma IEC268-5 (1978)

    Ésta es una norma realizada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1978 y reafirmada en los años ochenta. Especifica una señal de ruido rosa con espectro IEC de programa y factor de cresta de 6 dB. El espectro de programa IEC intenta ser un espectro que se aproxime al contenido de una señal musical real, y tiene por ello menos agudos y menos graves (comparado con el ruido rosa). La norma usa la nomenclatura "Rated noise power" y "power handling capacity".

    La duración de la prueba es de cien horas, tras la cual el altavoz no debe mostrar daño apreciable.

    NOTA: Para añadir confusión, hay una norma de igual código de 1972 que especifica un tiempo y señal de prueba diferentes, aunque raramente se usa.

    2.d. La norma EIA RS-426-A (1980)

    Esta es una norma de la Asociación de Industrias Electrónicas de los EEUU. La duración de la prueba es de ocho horas, tras la cual el altavoz no debe mostrar daño apreciable. La señal también es ruido rosa con factor de cresta de 6 dB, con un contenido en frecuencia que puede verse en la figura comparativa.

    2.e. La norma EIA RS-426-B (1998)

    La norma EIA RS-426-B (o también llamada ANSI/EIA 426-A, luego ANSI/CEA-426-B y posteriormente ANSI/CTA-426-B) supone un cambio sustancial con respecto a la 426-A. El resultado ya no es una especificación de potencia admisible, sino que se opta por especificar la potencia óptima del amplificador (optimum amplifier power), que será la potencia máxima que pase tres pruebas diferentes: una prueba de compresión de potencia con un barrido sinusoidal rápido entre 40 y 10 kHz que se repite en bucle, una prueba de distorsión a diferentes frecuencias y una última de "envejecimiento acelerado" (accelerated life test) a la mitad del la potencia óptima del amplificador con ruido rosa de 6 dB de factor de cresta y el espectro que puede verse en la ilustración comparativa. La duración de esta última prueba es de ocho horas, y tras ninguna de las tres pruebas debe haber daños o cambios apreciables. El proceso de medida de esta norma es bastante complejo, laborioso y en momentos subjetivo; de momento esta norma no ha sido comúnmente aceptada por la industria del refuerzo sonoro y dudamos que lo sea en el futuro, quizá con la excepción de la prueba de envejecimiento acelerado, que en cualquier caso no es significativamente diferente de su predecesora 426A, excepto por un espectro más ancho.

    Comentarios 13 Comentarios
    1. Jorge L. Praise -
      si el parlante dice 250 rms y mi amplif. da 360 watt rms ...es suficiente ?
    1. Iván Rivera -
      claro q si
    1. Antonio Pérez B -
      Para un amplificador de 150W por canal y unos altavoces de 150W RMS existe algun peligro sin subir el volumen al maximo.
    1. Halley Freitez -
      Cita Originalmente Publicado por Antonio Pérez B Ver Mensaje
      Para un amplificador de 150W por canal y unos altavoces de 150W RMS existe algun peligro sin subir el volumen al maximo.
      Tu amplificador lo forzaras un poco ya que tus watts de salida del amplificador y parlantes son iguales, siempre tus w del amplif tienen que sobrar mas que los rms de tus parlantes.
    1. Juan Manuel Esparza -
      excelente informacion gracias
    1. Ildemaro Javier Avila -
      Excelente informacion me sirvio de mucho gracias
    1. Ery Dovales -
      Saludos, una pregunta se que han concluido bien, pues tengo 2 jbl jrx 112m y jrx115, y 2 yamahas parecias a los monitores de la jbl. todas a 8 ohms original, y tengo pensado comprar el amplificador y no se cual elejir, en teoria de acuerdo esas 6 cornetas que son de 250w rms kisas las yamaha un pokito mas, pero esas 6 cornetas me sirven poner 3 y 3 por canal en un amplificador como el modelo crowns xls 1500 kisas una configuracion de 2 ohms a 750w. osea me sirve ese amplificador o que me recomiendan para esas cornetas?
    1. Fredy Quiñones Alvarado -
      Hola, necesito de ayuda, no soy profesional, pero saben tengo 4 parlantes B&C 12PE32 500W CONTINIO 8Ω, colocados en 4 cajas clon de DAS AERO 12, y quiero utilizar un amplificador que me mueva dos cajas por canal, osea, dos parlantes por canal, conectado en paralelo a 4Ω, quisiera saber cuanto tiene que ser la salida del amplificador a 4Ω para que trabaje correctamente. Espero su gentil ayuda, de antemano te los agradezco.
    1. Jorge Saavedra -
      Cita Originalmente Publicado por Fredy Quiñones Alvarado Ver Mensaje
      Hola, necesito de ayuda, no soy profesional, pero saben tengo 4 parlantes B&C 12PE32 500W CONTINIO 8Ω, colocados en 4 cajas clon de DAS AERO 12, y quiero utilizar un amplificador que me mueva dos cajas por canal, osea, dos parlantes por canal, conectado en paralelo a 4Ω, quisiera saber cuanto tiene que ser la salida del amplificador a 4Ω para que trabaje correctamente. Espero su gentil ayuda, de antemano te los agradezco.
      Que tal mi estimado fredy quiñones, mira yo a diferencia del post, te aconsejo que a tus bocinas les metas los watts rms que te piden, los cuales serían 250, osea que a 4 ohms te de 500 rms, yo desde hace 10 años tengo 12 bocinas de 400 rms y les meto los 400 con un amplificador y nunca han dado problema de nada y suenan perfectamente bien, un sonido fuerte, claro limpio y de calidad. te invito a que pruebes tu sistema así, veras que te va a convencer y de esa forma nunca te va a dar problema y te sonara bien, mis diez años con esas bocinas y amplificadores me hacen sentir confiado de la recomendación que te hago, mi sistema lo utilizo para sonorización de grupos afamados en méxico y es un equipo de gran escala, saludos!
    1. Jesus Rojo -
      buenas, soy nuevo acá y necesito ayuda, no quiero romper ni mis cajas ni mis potencias, y necesito algún ingeniero o alguien que la tenga muy clara, paso a explicar mi problema tengo 4 behringer vp 2520 500 rms 2000 picos segun datos técnicos,y 4 sublow behringer vp1800 400 rms 1600 picos, 8 monitores de piso behringer vp 1220 200 rms 800 pico, 4 potencias behringer nu 6000 sin dsp y un dbx driver rack plus, mi problema es que no se si la potencia que tengo es mucho para cada caja o esta bien, la cuestion de los ohms trabajo todo a 4 ohms, osea 2 2520 por canal ( las 2520 son en 4 ohms por eso hice una Y con una caja como si fuera una zapatilla de corriente pero con speakon y eso no se si altera los ohms, asumo que no por teoría, osea de un speakon doy potencia y separo la linea como una Y y en cada punta un speakon, un positivo y un negativo por lado conectado a cada caja) asumo que con eso divido la potencia ( las nu 6000 dice por manual 3000 por canal a 4ohms) mas allá de que sean rms reales o no, creo que en algun lado de un manual lei que tiran 2100 rms reales por canal que igual sigue siendo a mi parecer mucha potencia para cada caja, mi duda es si es mucha potencia o esta bien, según lo que se expone en este articulo estan bien, les sobra un poco pero esta bien, si alguen me puede ayudar o dar un poco de fe a como lo tengo armado estaria bueno, gracias desde ya atte jesus
    1. German Rodriguez B -
      Buen día, cuando dice: "evite recortar el amplificador" se refiere a? No me queda muy claro allí, si por ejemplo, mi amplificador tiene un Low Cut, y mis altavoces dicen que su rango de frecuencia va desde los 45 Hz, no puedo utilizar el Low Cut de mi amplificador seleccionando los 45 Hz de corte (ya que el amplificador lo tiene) ? No se debe hacer ese corte?

      Gracias
    1. Martín Almazán -
      Cita Originalmente Publicado por German Rodriguez B Ver Mensaje
      Buen día, cuando dice: "evite recortar el amplificador" se refiere a? No me queda muy claro allí, si por ejemplo, mi amplificador tiene un Low Cut, y mis altavoces dicen que su rango de frecuencia va desde los 45 Hz, no puedo utilizar el Low Cut de mi amplificador seleccionando los 45 Hz de corte (ya que el amplificador lo tiene) ? No se debe hacer ese corte?
      Ese recorte que se debe evitar se refiere al clip o saturación. El filtro paso-alto que mencionas siempre es aconsejable.
    1. Fermín Cárdenas -
      muchas gracias por la explicacion bien pedagogica. pero quiero hacer una pregunta a la persona que la escribio y que no me queda aun claro debido a que yo tengo dos cabinas JBL 4733A la cual en el manual dice que su potencia CONTINUO es 1200W. (mas claro viendo el link) y deseo saber si me sirve un crest audio cc 5500 el cual desarrolla 1800W a 4 Ohm.

      esta capacidad power 1200 w continuos pink noies ES ??

      gracias por responder

      http://www.jblproservice.com/pdf/SR-Series/SR4733A.pdf
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