Cómo afecta un micrófono de medición al campo sonoro

Cómo afecta un micrófono de medición al campo sonoro

Cuando realizamos una medición acústica solemos asumir que el micrófono actúa como un observador pasivo del sonido. Sin embargo, al igual que cualquier objeto situado dentro de un campo sonoro, un micrófono también modifica, en cierta medida, la propagación de las ondas acústicas.


Comprender este fenómeno es fundamental para interpretar correctamente las mediciones y para seleccionar el tipo de micrófono más adecuado para cada aplicación.

El micrófono como obstáculo acústico

Todo objeto colocado en un campo sonoro produce una perturbación debido a su tamaño y geometría. Un micrófono de medición no es una excepción.
Tomemos como ejemplo un micrófono de presión de ½" conforme a la norma IEC 61094-4 WS2P, cuyo diafragma tiene un diámetro aproximado de 12,6 mm.
Imaginemos que colocamos este micrófono en una cámara anecoica, apuntando directamente hacia una fuente sonora ideal con respuesta perfectamente plana y con un ángulo de incidencia de 0°.
En estas condiciones podemos analizar cómo influye la frecuencia de la señal sobre la interacción entre la onda acústica y el propio micrófono.

¿Qué ocurre a bajas frecuencias?

A bajas frecuencias, la longitud de onda es muy grande en comparación con las dimensiones físicas del micrófono. Por ejemplo, una señal sinusoidal de 100 Hz posee una longitud de onda aproximada de 3,4 metros, considerando una velocidad del sonido en el aire de 343 m/s.
Como esta longitud de onda es mucho mayor que el tamaño del micrófono, la onda acústica apenas percibe su presencia. Desde el punto de vista acústico, el micrófono resulta prácticamente "invisible" y la perturbación introducida en el campo sonoro es despreciable.

En consecuencia, la presión acústica medida coincide prácticamente con la presión existente en ausencia del micrófono.

¿Qué ocurre al aumentar la frecuencia?

A medida que aumenta la frecuencia, la longitud de onda disminuye progresivamente. Cuando la longitud de onda comienza a ser comparable con las dimensiones del micrófono, la interacción entre ambos se vuelve significativa.



Por ejemplo, una señal de 10 kHz tiene una longitud de onda aproximada de 34 mm, un valor que ya no es tan grande respecto al diámetro del micrófono. En estas condiciones aparece un fenómeno conocido como difracción, produciendo un incremento local de presión sonora justo en la zona donde se realiza la medición. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la longitud de onda y más pronunciado se vuelve este efecto.


Este fenómeno constituye uno de los fundamentos del diseño de los micrófonos de campo libre. Esta tipología de micrófonos incorpora una compensación específica para contrarrestar el incremento de presión producido por la difracción cuando se utilizan bajo unas condiciones determinadas de incidencia. Gracias a esta compensación, es posible obtener una respuesta en frecuencia más plana y representativa del campo sonoro original.