Los micrófonos y sus diferentes tipos

Los micrófonos son transductores electroacústicos que se ocupan de transformar la presión sonora ejercida sobre su cápsula en energía eléctrica. La membrana o diafragma es un elemento fundamental que está presente en cada uno de ellos. Las diferencias que estriban entre los diferentes tipos de micrófonos se basan principalmente en la sensibilidad que son capaces de proporcionar, que están directamente ligadas a la capacidad del micrófono de capturar las oscilaciones mecánicas que provienen de la membrana, y transformar proporcionalmente con éxito dichas oscilaciones en energía eléctrica, intentando conservar la dinámica original de la fuente que deseamos capturar.

El micrófono dinámico

En el magneto-dinámico, comúnmente llamado dinámico, las ondas sonoras generan el movimiento de un delgado diafragma metálico y una bobina de hilo conductor. Un imán produce un campo magnético que rodea la bobina, y el movimiento de ella dentro de ese campo induce un flujo de corriente. Este tipo de micrófonos es conocido como sensitivos a la velocidad.

El micrófono de condensador

En un micrófono de condensador, el diafragma está montado junto a una placa (que puede estar agujereada o no), pero sin llegar a tocarla. Una pila está conectada a ambas piezas de metal, la cual produce una diferencia de potencial eléctrico, o carga, entre ellas. La cantidad de esta carga está determinada por el voltaje de la pila, el área del diafragma y la placa y la distancia entre ambos. Esta distancia cambia si el diafragma se mueve como respuesta al impacto de las ondas sonoras. Cuando la distancia cambia, la corriente fluye por el hilo conductor (mientras la pila continúe administrando la misma diferencia de potencial). La cantidad de corriente es básicamente proporcional al desplazamiento del diafragma, y tan diminuta, que debe ser amplificada antes de abandonar el micrófono.

Modelos de captación

Los tipos de micrófonos responden a gráficas polares de la salida producidas contra el ángulo de la fuente sonora. La salida se representa por el radio de curvatura en el ángulo de incidencia.

Micrófono Omnidireccional (de presión)

El diseño más simple de micrófono captará todos los sonidos, sin tener en cuenta el punto de origen. Este es el conocido micrófono omnidireccional. Son fáciles de usar y tienen excepcionales respuestas de frecuencia.

Micrófono Bidireccional (de gradiente)

No es difícil producir un tipo de captación que acepte sonidos provenientes frontalmente o desde la parte de atrás del diafragma, pero que no recoja nada proveniente de los laterales. La frecuencia de respuesta es tan buena como en un omnidireccional, incluso para sonidos que no están demasiado cerca del micrófono, aunque presentan efecto proximidad, que dificulta su uso en tomas de poca distancia. Potencian los graves (suelen ir provistos de un selector de filtro de graves).

Micrófono Cardioide (concentrador de haz)

Este tipo es popular para reforzar el sonido de conciertos donde el ruido de la audiencia es un problema presente. El concepto es muy bueno, un micrófono que capta los sonidos hacia los que está enfocado. Hay que destacar el tamaño del micrófono, de manera que los diseños largos son más precisos en el equilibrio de la respuesta de frecuencia anterior y lateral pero también son los más enfatizadores del efecto proximidad. Muchos micrófonos cardioides llevan incorporado un interruptor que activa un filtro pasa bajos muy abiertos, para compensar el efecto proximidad. Olvidar esto puede causar efectos angustiosos. Los micrófonos bidireccionales también presentan este fenómeno.
A mayor radio del diafragma, menor es el efecto amplificador de las bajas frecuencias debido al efecto proximidad.

Micrófono Hipercardioide

Es posible exagerar la orientación de la captación en los micrófonos cardioides, si no nos importa exagerar también algunos problemas. El tipo hipercardioide es muy popular porque ofrece una respuesta de frecuencia más plana y mejor rechazo global a costa de un pequeño lóbulo trasero de captación. Este es, a menudo, un buen compromiso entre el cardioide y los micrófonos bidireccionales. Esta electrónicamente restringido al rango de la voz humana, donde se usa para grabar diálogos y narraciones en cine y video.  

Micrófono Escopeta (o cañón)

Un micrófono del tipo "escopeta" lleva esas técnicas a extremos montando un diafragma en mitad del tubo (bastidor). Caracterizados por una alta directividad. Son especialmente útiles para exteriores o lugares de escasa reverberación.

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FUNDAMENTOS DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Compresores.

Los compresores más comúnmente empleados en los sistemas de refrigeración de alimentos son los de pistón o émbolo, los rotatorios y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento positivo, efectuándose la compresión del vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón, como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón mientras que en los rotatorios el miembro compresor puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor centrífugo la compresión se produce por la acción de la fuerza centrífuga la cual es desarrollada a medida que el vapor es girado por un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación específica depende del tamaño y la naturaleza de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más divulgados en los sistemas de refrigeración de alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes que requieran desplazamientos relativamente pequeños y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración y el volumen de succión por unidad de capacidad de refrigeración constituyen indicadores de la operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están la determinación de la capacidad de refrigeración y la potencia requerida al variar las temperaturas de evaporación y condensación. Asimismo, la selección de un compresor para condiciones específicas de operación reviste resulta de importancia práctica.

Evaporadores.

El equipo donde se produce la ebullición del refrigerante producto de la absorción de calor desde el foco frío recibe el nombre de evaporador. Aunque lo que se produce es una ebullición y no una evaporación, universalmente se acepta la denominación de evaporador para designar al equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben cumplir estos equipos en función de sus diversas aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo clasificarse según el medio refrigerado, el principio de operación, las características de la superficie de transferencia y según la forma de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador está dada por la razón a la cual se trasmite el calor a través de sus paredes, proveniente del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta capacidad está determinada por los factores que gobiernan la transferencia de calor a través de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de transferencia de calor, el área de transferencia y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación específica constituye un elemento de utilización práctica.

Condensadores.

El calor total rechazado en el condensador incluye tanto el calor absorbido en el evaporador como la energía equivalente al trabajo de compresión. Cualquier calor absorbido por el vapor de succión desde el aire de los alrededores también forma parte da la carga térmica del condensador. Como el trabajo de compresión por unidad de capacidad de refrigeración depende de la relación de compresión, la cantidad de calor rechazado en el condensador varía con las condiciones de operación del sistema.
Los condensadores se agrupan de manera general en enfriados por aire, enfriados por agua y evaporativos.
De igual forma que los evaporadores la capacidad del condensador está determinada por los factores que rigen la transferencia de calor.
La selección de condensadores para una aplicación dada resulta de interés práctico.

Dispositivos de expansión.

Los dispositivos de expansión tienen una doble función, la de reducir la presión del líquido refrigerante y la de regular el paso de refrigerante a través del evaporador.
Entre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar, la válvula de expansión manual, la válvula de flotador y la válvula termostática.
La localización de estos dispositivos así como sus accesorios resultan de especial importancia ya que de ello dependerá su adecuado funcionamiento.

Sistema.

Una consideración importante es establecer las relaciones de balance entre las secciones vaporizante y condensante del sistema, esto es, que la rapidez con que se lleve a cabo la ebullición sea igual a la rapidez con que se produce la condensación.
Como todos los componentes del sistema están conectados en serie, el flujo de refrigerante que circula a través de ellos es el mismo, por lo que la capacidad de todos ellos coincidirá. La selección de los equipos del sistema debe garantizar igual capacidad de refrigeración a la temperatura de ebullición requerida para lograr remover la carga térmica. Sin embargo, cuando todos los equipos no cumplen con esta condición resulta importante determinar el punto de equilibrio correspondiente a esta condición.

Carga térmica.
La carga térmica o carga de refrigeración constituye un cálculo importante en los sistemas de refrigeración. Esta carga es el calor que debe ser removido desde el foco frío, a través del evaporador, para que en él se mantenga la temperatura requerida.

Las fuentes que contribuyen a la carga térmica son:
1. Carga de los productos: se incluyen las cargas originadas al llevar el producto, los envases y embalajes y los medios de sustentación empleados en las cámaras, a la temperatura de conservación; en el caso de la refrigeración de frutas y vegetales esta carga debe contemplar además el calor de respiración.
2. Carga por transferencia de calor a través de estructuras: comprende las cargas térmicas debido al calor que se transfiere desde el exterior a través de paredes, techo y pisos de las cámaras.
3. Carga por ventilación: se refiere a la carga térmica debida a la ventilación controlada de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas y vegetales frescos requiere de esta ventilación para garantizar que la composición de la atmósfera del almacén no se afecte por la propia actividad metabólica de estos productos.
4. Carga por apertura de puertas: esta carga térmica es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que provoca que el aire exterior penetre a la cámara.
5. Carga por el personal: se encuentra referida al calor que aportan las personas que penetren en la cámara, resultando dependiente de la temperatura en esta y de la actividad que se realiza.
6. Carga por equipos eléctricos: incluye las cargas por la iluminación así como por motores en funcionamiento dentro de la cámara, básicamente referidos a los de los evaporadores con movimiento forzado del aire.
Las variables que intervienen en el cálculo de las diferentes cargas térmicas pueden evaluarse haciendo uso de información reportada en la literatura.

Los instrumentos de presión

La presión es uno de los parámetros importantes a medir en tuberías de proceso y se define como la cantidad de fuerza ejercida por unidad de área, la cual puede ser medida en diferentes unidades (tabla 1). Todo en nuestro entorno se encuentra sometido a la presión atmosférica (que varía según la altura siendo de una atmosfera a nivel del mar) la cual sumada a la presión relativa (también llamada manométrica) nos da un valor de presión absoluta.

La presión manométrica, como su nombre lo indica es medida con un manómetro los cuales se basan en los principios de la hidráulica para su funcionamiento. Existen varios tipos de manómetros algunos de los cuales se describen a continuación:

Manómetro de tubo abierto

Este tipo de manómetros constan de un tubo en u o inclinado en el cual se introduce un líquido como el mercurio en una hasta se conecta al sistema de medición de presión y en la otra está abierto a l atmósfera, el tubo se encuentra graduado indicando la presión leída.

Manómetros tipo Bourdon

Consta de una carátula graduada y una aguja indicadora articulada a un tubo de metal flexible, curvo y plano llamado Bourdon el cual al ser sometido a presión tiende a enderezarse haciendo que la aguja se mueva a indique la presión en la carátula, este tipo de manómetros tienen una precisión que va de 1% al 3%.

Manómetro de pistón

Consta de un pistón unido a la presión del sistema un resorte desbalanceador, aguja y carátula graduada. Al incrementarse la presión el pistón se mueve ejerciendo una fuerza contra el resorte desbalanceador, lo que ocasiona que la aguja se mueva indicando la lectura en la carátula.

Manómetro de diafragma

Está formado por una lámina ondulada o diafragma la cual transfiere la distorsión a una aguja la cual muestra la lectura indicada.

Manómetro de fuelle

Utiliza como medio elástico un fuelle metálico el cual recibe la fuerza proveniente de un líquido lo que hace que se estire transmitiendo el movimiento a una aguja indicando en una carátula la presión indicada.

Con la finalidad de obtener lecturas correctas de presión es necesario calibrar los manómetros a periodos regulares de tiempo así como realizar mantenimiento preventivo para evitar errores y asegurar el buen funcionamiento de los equipos.

Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB) es una empresa dedicada a la calibración de instrumentos de medición tales como: espectrofotómetros, potenciómetros,  viscosímetros, balanzas, básculas, manómetros, entre otros.

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