🔊 Caja ELF (Extended Low Frequency)
La caja ELF, sigla de Extended Low Frequency (frecuencia baja extendida), es un diseño poco común dentro del mundo de los recintos acústicos, aunque su principio de funcionamiento se conoce desde hace varias décadas.
Este concepto cobró relevancia recién con la aparición de los subwoofers activos en sistemas de cine en casa (home cinema) y aplicaciones profesionales donde la corrección electrónica permite compensar las limitaciones naturales del recinto.
A pesar de ofrecer una ventaja notable —una profundidad de graves excepcional en cajas muy pequeñas—, su adopción ha sido limitada debido a las restricciones técnicas que impone.
🔹 Principio de funcionamiento
Una caja ELF se basa en una caja sellada cuyo volumen interno es mucho menor que el que el altavoz necesitaría para funcionar libremente.
En un diseño tradicional, esto haría que la frecuencia de corte se desplazara hacia valores muy altos, normalmente entre 100 Hz y 150 Hz, lo que resultaría inadecuado para un subwoofer.
Sin embargo, el sistema ELF aprovecha esta desventaja: mediante el uso de ecualización activa (o corrección electrónica), la caída natural del sistema se compensa eléctricamente, aplanando la respuesta hasta una frecuencia mucho más baja, determinada por el diseñador.
De este modo, la caja reproduce graves profundos gracias a la corrección electrónica, no por resonancia acústica o tamaño del recinto.
🔹 Comportamiento acústico
En un sistema ELF, el aire dentro del recinto actúa como una suspensión extremadamente rígida, reduciendo la elasticidad del conjunto móvil del altavoz.
Esto eleva la frecuencia de sintonía (Fb) muy por encima de la frecuencia de resonancia natural (Fs) del altavoz.
Por ejemplo, un transductor con Fs = 40 Hz puede funcionar en una caja ELF con Fb ≈ 100 Hz.
Aunque a priori esto parecería negativo, la ecualización activa puede extender la respuesta efectiva hasta frecuencias por debajo de 30 Hz, siempre dentro de los límites mecánicos del altavoz.
La diferencia clave con otros tipos de cajas es que, en la ELF, la zona “útil” de operación está por debajo de Fb, mientras que en una bass-reflex o radiador pasivo se trabaja cerca o por encima de esa frecuencia.
🔹 Características principales
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Tipo de caja: cerrada, con volumen muy pequeño.
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Frecuencia de sintonía (Fb): artificialmente alta (100–150 Hz).
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Respuesta corregida: mediante ecualización activa, que extiende los graves hasta la frecuencia deseada.
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Pendiente natural: 12 dB/oct, compensada electrónicamente.
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Comportamiento mecánico: el aire interior endurece la suspensión, aumentando la distorsión a alto desplazamiento.
🔹 Ventajas
✅ Tamaño extremadamente reducido: permite construir subwoofers compactos (como cubos de 25–30 cm de lado) capaces de reproducir frecuencias por debajo de 40 Hz.
✅ Diseño sellado y estable: sin turbulencias, fugas ni resonancias del puerto.
✅ Control total mediante DSP: la respuesta puede ajustarse con precisión a la sala o al sistema.
✅ Eliminación natural de la onda trasera: la propia compresión del aire interno disipa la energía posterior del cono.
🔹 Desventajas y limitaciones
❌ Baja eficiencia: la caja, al ser tan pequeña, convierte menos energía eléctrica en energía acústica; se requiere amplificación potente.
❌ Alta distorsión a gran SPL: el aire confinado actúa como una suspensión rígida, provocando no linealidades y distorsión armónica.
❌ Limitaciones por desplazamiento: el cono debe moverse más para generar el mismo nivel de presión sonora, aumentando el riesgo de sobreexcursión.
❌ Corrección exigente: la ecualización debe compensar una caída natural de hasta 12 dB/oct, lo que exige amplificadores y controladores de alta calidad.
🔹 Aplicaciones típicas
Las cajas ELF se utilizan principalmente en:
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Subwoofers activos de alta gama, especialmente en sistemas compactos.
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Equipos de cine en casa, donde el espacio es limitado y se dispone de amplificación dedicada.
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Aplicaciones de diseño acústico avanzado, combinadas con procesadores DSP o sistemas de medición automática.
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Equipos de Bang & Olufsen, Velodyne y Sunfire, que emplean versiones refinadas de esta técnica.
🔹 Consideraciones finales
La caja ELF es un ejemplo de cómo la electrónica moderna puede compensar las limitaciones físicas de la acústica tradicional.
Su éxito depende del control preciso de la señal, el amplificador adecuado y el uso de un altavoz con gran excursión lineal.
Aunque su eficiencia sea baja y sus exigencias técnicas altas, sigue siendo una solución elegante para obtener graves profundos en volúmenes reducidos, allí donde otros diseños no serían viables.