50º aniversario del primer sonómetro del mundo

por Leif Sloth Christensen, especialista en mediciones de sonido y vibraciones
16 Apr 2010

En 2010 celebramos el 50 aniversario del Modelo 2203, el padre de todos los sonómetros.


Tecnología

El sonómetro cumple 50 años

En 2010 celebramos el 50 aniversario del Modelo 2203, el padre de todos los sonómetros. Fue el primer sonómetro portátil de precisión y basado en transistores del mundo. Se fabricó durante 21 años y tuvo unas ventas récord de 17.300 unidades. Si a esto sumamos sus versiones perfeccionadas, los Modelos 2204 (constante de tiempo Impulsiva) y 2209 (detector de picos), se llegó a un total de 32.700 unidades. Esta es la historia del primer sonómetro portátil del mundo, tal y como quedó registrada en los archivos y según nos la contaron los que la vivieron.

Noticias de la fábrica

Hace medio siglo, las presentaciones de productos no eran más que un humilde comunicado en la sección “Noticias de la fábrica” en la última página de la Revista Técnica de Brüel & Kjær. El número 3 de 1960 incluía el boletín que se reproduce arriba.

Don Sonómetro

“Lo que tenía de especial aquel diseño era el frontal en forma de cono”

Nuestro experto en diseño de sonómetros durante décadas, Peter Hedegaard, nos da esta explicación de cómo evolucionó el sonómetro portátil:

“El Modelo 2203 fue el primer sonómetro portátil de Brüel & Kjær. Yo no soy quién para decir quién fue el padre de este diseño tan especial, pero lo más probable es que tanto P.V. Brüel como Gunnar Rasmussen tuvieran algo que ver, aunque se atribuya a Kay Møller Petersen el diseño final. Lo que tenía de especial aquel diseño era el frontal en forma de cono, que hacía posible colocar el micrófono en la carcasa sin que su acústica se viera afectada de forma significativa. Dicho de otra forma: podías medir, sujetar y manejar el sonómetro con una sola mano.”


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En una reedición del número 183 de “Mobilia” de octubre de 1970 apareció lo siguiente (traducido del danés): “Brüel & Kjær estaba a punto de desarrollar un pequeño sonómetro manual para uso en fábricas, en el tráfico de la calle y en otros emplazamientos en los que es preciso apuntar a objetivos móviles. Se encontraban con el problema de que la carcasa del instrumento reflejaba el ruido hacia el micrófono, lo cual afectaba a la precisión de la medición. Por tanto, la carcasa no podía tener la usual forma de caja, y decidieron que fuera cónica. No obstante, esta referencia a leyes físicas y necesidades técnicas es una verdad a medias.

Deshacerse del ayudante

Es una verdad universal que no hay nada peor que un ayudante con una mano desocupada.

El micrófono solía estar en un extremo de un cable; el otro extremo se conectaba en una bonita caja cuadrada sujeta por alguien o algo. El usuario tenía que sujetar el instrumento con una mano y manejarlo con la otra y, además, necesitaba una tercera mano para sostener el micrófono. Pero es una verdad universal que no hay nada peor que un ayudante con una mano desocupada. Por tanto, Brüel & Kjær decidió eliminar la fuente más importante de errores –el ayudante– montando el micrófono directamente en el instrumento. Para ello tuvo que darle al instrumento una forma exterior que evitara la reflexión del ruido. La criatura resultante parece ser un gran éxito. Decimos parece porque si no eres un técnico de acústica, es difícil opinar.”

Visto desde la perspectiva actual de nuestra vida cotidiana repleta de tecnología inteligente de pequeño tamaño (teléfonos móviles, reproductores mp3, calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito, etc.), el Modelo 2203 no parece especialmente ligero o pequeño, pero si tenemos en cuenta la tecnología de la época y el limitado número de unidades fabricadas, fue todo un logro y todos nuestros competidores copiaron el concepto de la carcasa en forma de cono. Veamos algunas de sus ventajas técnicas y limitaciones.

El interior del Modelo 2203

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Válvulas y transistores: una revolución en los sonómetros de los sesenta

En 1962, los únicos equipos que usaban transistores eran el Modelo 2203 y el Modelo 2211 (Indicador de límite sonoro). Todos los demás tenían válvulas. Los transistores que existían por aquel entonces eran de germanio y generalmente no tenían la alta ganancia, bajo ruido y baja corriente de fugas que se requería. Por eso fue necesario clasificar los transistores por clases y utilizar los mejores en los lugares más críticos (lo mismo se hizo con los reostatos, que sólo se podían conseguir con una tolerancia del 20% y se ordenaron en clases del 2%).

El preamplificador del micrófono también fue algo especial. Para este componente, los transistores estaban totalmente descartados y hubo que usar una válvula. Un oscilador local alimentaba el cátodo de la pequeña válvula, calentado directamente, a través de un transformador, y la válvula se podía usar entonces como prolongación del cátodo. La válvula estaba suspendida en un dispositivo de muelles para evitar un exceso de efectos microfónicos.

Acústica
No era fácil hacer mediciones acústicas del micrófono y la caja. Brüel & Kjær no tenía cámara anecoica, ni tampoco la DTH (después conocida como DTU, Universidad Técnica de Dinamarca). Las mediciones se hicieron empleando un modelo del instrumento con la mitad de tamaño, situado en una caja asimétrica, de unos dos metros de longitud, que absorbía el sonido.

Esta configuración no era demasiado precisa y, de hecho, mediciones posteriores demostraron que el comportamiento acústico no era el esperado. El micrófono se montaba en el vértice del cono de la carcasa y la influencia de la carcasa era de unos 2 dB, en lugar de 1 dB que se esperaba. Esto se corrigió a posteriori insertando un “cuello de cisne” entre el micrófono y la carcasa. La norma internacional de 1965 para sonómetros de precisión estaba basada en el Modelo 2203 que (con mejoras a lo largo de su andadura) se siguió fabricando durante 21 años.

Con la realeza

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El Dr. Brüel hace una demostración del Modelo 2203 al rey Federico IX de Dinamarca

Desde su humilde presentación de 1960, el Modelo 2203 fue ascendiendo hasta mezclarse con la alta sociedad. En esta fotografía de 1970, el Dr. Brüel hace una demostración del Modelo 2203 al rey Federico IX de Dinamarca (2º por la derecha) y a la reina Ingrid de Dinamarca (4ª por la derecha). Junto al Modelo 2203 se puede ver el interior de un amplificador de medición y al fondo varios generadores, analizadores y una pantalla CRT.

Con un poco de ayuda de los amigos

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Sistema autónomo de control de ruido

El “mantra” de Brüel & Kjær en los años sesenta era, igual que hoy, “suministramos sistemas completos”. Esto se ilustra a continuación, en una configuración donada por una consultora danesa. La señal de salida AC con ponderación A del Modelo 2203 (centro) se envía a un dosímetro Modelo 4423 (arriba a la izquierda), lo que proporciona una medida de dosis que se puede transformar en LAeq usando la regla de cálculo especial suministrada. Para capturar resultados intermedios, una cámara (derecha) activada por un temporizador hecho a medida (abajo a la derecha) toma fotos cada hora de los contadores del dosímetro para su lectura, conversión y documentación posteriores.

Asimismo, el registrador de nivel Modelo 2305 traza continuamente el nivel de presión sonora con ponderación A en una cinta de registro, con lo que resulta fácil hacer anotaciones para la documentación. Para las estadísticas, la posición de la pluma del registrador de nivel se detecta por medio de un adaptador y después a través de un cable que activa el contador correspondiente del Analizador de Distribución Estadística 4420 (arriba a la derecha). También se suministra un contador total, que permite calcular estadísticas completas. De esta manera el sistema proporcionará registro de alta resolución, estadísticas, niveles generales e incluso análisis de frecuencias, si se emplea el juego de filtros de octava Modelo 1613, debajo del Modelo 2203.

En el gallinero

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Sistema asistido de monitorización de ruido

El trabajo de campo con el Modelo 2203 y sus amigos exigía aguante, determinación y destreza. Sentado durante días en un gallinero, uno tenía que comprobar los contadores del analizador estadístico (derecha), vigilar la gráfica de la pluma del registrador de nivel (centro), marcar cualquier evento acústico en el papel mientras se iba enrollando y cambiar el rollo de papel cada dos horas (operador, a la izquierda). Pero con un abrigo de piel, buenos zapatos de invierno y una fiambrera, tampoco había motivos para quejarse de la vida. Y mirándolo por el lado bueno, el Modelo 2203 estaba totalmente libre de virus informáticos.

En la carretera

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Mediciones de pass-by

En este escenario junto a la carretera, el Modelo 2203 es el centro de atención. Montado en un trípode, con el micrófono a una altura de 1,2 metros, como mandaba la norma y con su cápsula de 1 pulgada protegida con una pantalla antiviento, el equipo medía el nivel sonoro de cualquier vehículo que pasaba. El operador, tranquilo y seguro de sí mismo, comparaba los niveles medidos con los límites legales y, cuando detectaba un infractor, enviaba a sus motoristas a perseguirlo. Quedan aún unas cuantas preguntas:

¿Cuándo y dónde se tomó esta foto, y por qué el sidecar? Cualquier pista o idea que tengan será bien recibida. (Las motos son BMW R60/5 o R75/5 fabricadas entre 1969-1973, por si sirve de ayuda).



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