Historia de los altavoces electrostáticos

A finales del siglo XIX, cualquier altavoz se consideraba exótico. Hoy en día, la mayoría de nosotros damos por sentado las maravillas de la reproducción de sonido.

Texto original en inglés en la web de Martin Logan: https://www.martinlogan.com/en/electrostatic-loudspeaker-history

Era 1880, antes de que Thomas Edison inventara el primer fonógrafo. Este era un diafragma cargado de bocinas que se excitaba con un lápiz de reproducción.

En 1898, Sir Oliver Lodge inventó un altavoz de cono, al que se refirió como un "teléfono de fuelle", que era muy similar a los convencionales altavoces de cono que conocemos hoy en día. Sin embargo, Lodge no tenía intención de que su dispositivo reprodujera música porque en 1898 no había forma de amplificar una señal eléctrica! Como resultado, su altavoz no tenía nada que ofrecer sobre los gramófonos acústicos de la época. No fue hasta 1906 que el Dr. Lee DeForrest inventó el tubo de vacío triodo. Antes de esto, una señal eléctrica no podía ser amplificada. El altavoz, como lo conocemos hoy, debería haber seguido entonces, pero no lo hizo. Sorprendentemente, pasaron casi veinte años antes de que esto ocurriera.

En 1921, el disco fonográfico cortado eléctricamente se hizo realidad. Este método de grabación era muy superior al de corte mecánico y poseía casi 30 dB de rango dinámico. El gramófono acústico no podía empezar a reproducir toda la información de este nuevo disco. Como resultado, se necesitaban más desarrollos en altavoces para hacer frente a este nuevo y sorprendente medio de grabación.

En 1923, los Laboratorios Telefónicos Bell tomaron la decisión de desarrollar un sistema completo de reproducción musical que consistía en un fonógrafo electrónico y un altavoz para aprovechar el nuevo medio de grabación. Los Laboratorios Bell asignaron el proyecto a dos jóvenes ingenieros, Chester W. Rice y Edward W. Kellogg.

Rice y Kellogg tenían un laboratorio bien equipado a su disposición. Este laboratorio poseía un amplificador de tubo de vacío con una potencia inaudita de 200 watts, una gran selección de los nuevos discos de fonógrafo cortados eléctricamente y una variedad de prototipos de altavoces que Bell Labs había estado recogiendo durante la última década. Entre ellos estaban el cono de Lodge, un altavoz que utilizaba aire comprimido, un altavoz de descarga de corona (plasma) y un altavoz electrostático.

Después de poco tiempo, Rice y Kellogg habían reducido el campo de los "concursantes" al cono y al electrost. El resultado dictaría la forma en que las generaciones futuras se referirían a los altavoces como "convencionales" o "exóticos".

El electrostat del Laboratorio Bell era algo para contemplar. Este enorme altavoz bipolar era tan grande como una puerta. El diafragma, que empezaba a pudrirse, estaba hecho de un intestino de cerdo que estaba cubierto con una fina lámina de oro para conducir la señal de audio.

Cuando Rice y Kellogg comenzaron a tocar los nuevos discos cortados eléctricamente a través del electrostat, quedaron atónitos e impresionados. El electrostat funcionó espléndidamente. Nunca habían escuchado timbres instrumentales reproducidos con tanto realismo. Este sistema sonaba como la música real en lugar de la interpretación con bocinazos y graznidos del gramófono acústico. Inmediatamente, supieron que estaban en algo grande. El gramófono acústico estaba destinado a quedar obsoleto.

Debido al entusiasmo de Rice y Kellogg, dedicaron una considerable cantidad de tiempo a investigar el diseño electrostático. Sin embargo, pronto se encontraron con las mismas dificultades que enfrentan incluso los diseñadores actuales; los altavoces planares requieren una superficie muy grande para reproducir las frecuencias más bajas del espectro de audio. Debido a que la dirección de Bell Labs consideró inaceptables los altavoces de gran tamaño, el trabajo de Rice y Kellogg sobre la electrostática nunca se utilizaría para un producto comercial. A regañadientes, aconsejaron a la dirección de Bell que se decantara por el cono. Durante los siguientes 30 años, el diseño electrostático permaneció inactivo.

Durante la Gran Depresión de los años 30, el audio para consumo residencial casi murió. El nuevo altavoz amplificado eléctricamente nunca ganó aceptación, ya que la mayoría de la gente continuó usando sus viejos gramófonos acústicos estilo Victrola. Antes del final de la Segunda Guerra Mundial, el audio vio poco o ningún progreso. Sin embargo, a finales de los años cuarenta, el audio experimentó un gran renacimiento. De repente hubo un tremendo interés en los productos de audio, y con ello, una gran demanda de componentes de audio mejorados. Tan pronto como el cono se estableció, fue desafiado por los productos desarrollados durante este nuevo renacimiento.

En 1947, Arthur Janszen, un joven ingeniero naval, participó en un proyecto de investigación para la Marina. La Armada estaba interesada en desarrollar un mejor instrumento para probar los conjuntos de micrófonos. El instrumento de prueba necesitaba un altavoz extremadamente preciso, pero Janszen descubrió que los altavoces de cono de la época eran demasiado no lineales en cuanto a la respuesta de fase y amplitud para cumplir con sus criterios. Janszen creía que los electrostáticos eran inherentemente más lineales que los conos, así que construyó un modelo usando un diafragma de plástico delgado tratado con una capa conductora. Este modelo confirmó las creencias de Janszen, ya que exhibía una notable linealidad de fase y amplitud.

Janszen estaba tan entusiasmado con los resultados que continuó investigando sobre el altavoz electrostático en su propio tiempo. Pronto pensó en aislar los estatores para prevenir los efectos destructivos del arco eléctrico. Para 1952, tenía un elemento de tweeter electrostático listo para la producción comercial. Este nuevo tweeter pronto creó una sensación entre los aficionados al audio de EE.UU. Como el elemento del tweeter de Janszens se limitaba a la reproducción de alta frecuencia, a menudo se utilizaba junto con los woofers, sobre todo los de Acoustic Research. Estos sistemas eran muy apreciados por todos los entusiastas del audio.

Tan buenos como eran estos sistemas, pronto serían superados por otro altavoz electrostático.

En 1955, Peter Walker publicó tres artículos sobre el diseño de altavoces electrostáticos en Wireless World, una revista británica. En estos artículos, Walker demostró los beneficios del altavoz electrostático. Explicó que la electrostática permite el uso de diafragmas de baja masa, gran área y uniformemente impulsados sobre sus superficies por fuerzas electrostáticas. Debido a estas características, los electrostáticos tienen la capacidad inherente de producir una respuesta de frecuencia plana de gran ancho de banda, con productos de distorsión que no son mayores que la electrónica que los impulsa.

Para 1956, Walker respaldó sus artículos introduciendo un producto de consumo, el ahora famoso Quad ESL. Este altavoz inmediatamente estableció un estándar de rendimiento para la industria del audio debido a su increíble precisión. Sin embargo, en el uso real, el Quad tenía algunos problemas. No podía reproducirse muy alto, tenía un rendimiento de bajos pobre, presentaba una carga difícil que a algunos amplificadores no les gustaba, su dispersión era muy direccional y su manejo de la potencia se limitaba a unos 70 watts. Como resultado, muchas personas continuaron usando altavoces de caja con conos.

A principios de los años 60, Arthur Janszen se unió a la compañía de altavoces KLH, y juntos introdujeron el KLH 9. Debido al gran tamaño del KLH 9, no tenía tantas limitaciones sónicas como el Quad. El KLH 9 podía sonar marcadamente más alto y más bajo en frecuencia que el Quad ESL. Así nació una rivalidad.

Janszen continuó desarrollando diseños electrostáticos. Fue fundamental en el diseño del Modelo Uno de Koss, el Acoustech y los altavoces de Dennesen. Roger West, el diseñador jefe de la Corporación Janszen, se convirtió en el presidente del Laboratorio de Sonido. Cuando Janszen Corporation fue vendida, la compañía de altavoces RTR compró la mitad de las herramientas de producción. Estas herramientas se usaron para hacer los paneles electrostáticos para el Servostatic, un sistema electrostático híbrido que fue el primer producto de altavoces de Infinity. Otras compañías pronto le siguieron; cada una con sus propias aplicaciones únicas de la tecnología. Estas incluyen Acoustat, Audiostatic, Beveridge, Dayton Wright, Sound Lab y Stax, por nombrar algunas.

Los altavoces electrostáticos han progresado y prosperado porque en realidad hacen lo que Peter Walker afirmó que harían. Las limitaciones y problemas experimentados en el pasado no eran inherentes al concepto de electrostática. Estaban relacionados con las aplicaciones de estos conceptos.

Hoy en día, estas limitaciones han sido resueltas. Los avances en los materiales gracias al programa espacial de EE.UU. dan a los diseñadores la capacidad de aprovechar la superioridad del principio electrostático. Los electrostáticos de hoy en día utilizan técnicas avanzadas de aislamiento o proporcionan circuitos de protección. Las pobres propiedades de dispersión de los primeros modelos se han abordado utilizando líneas de retardo, lentes acústicas, arreglos de paneles múltiples o, como en en productos de Martin Logan, curvando el diafragma. El manejo de la potencia y la sensibilidad también se han incrementado.

Estos desarrollos permiten al consumidor la oportunidad de poseer los productos de altavoces de mayor rendimiento jamás construidos. Es una lástima que Rice y Kellogg nunca fueron capaces de ver hasta dónde se llevaría la tecnología.

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