La acústica como jamás la habías visto antes

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Hace unas semanas estaba adecentando la terracita, y mis plantitas. Cogí una manguerita y me dispuse a darle un buen lavado al suelo, sin darme cuenta que el desagüe estaba atascado. Tras un minuto dejando correr el agua y haciendo otras cosas me percaté de que tenía como un par de dedos de agua en la terraza, así que me dispuse a limpiar el desagüe para sacar todo el agua. Cuando fuí a abrir el desagüe, me tropecé con la manguera y el cubo se me cayó al suelo, en una zona que estaba muy cerca de una esquina. Entonces me di cuenta de que se había formado una pequeña ola que cuando llego a la esquina, regreso hacia mi. En ese momento pense, “joder que buen ejemplo de la propagación de una onda” y en ese momento se me encendió la bombilla ¿podría visualmente ver lo que pasa con las ondas acústicas en mi terraza encharcada? se me ocurrió dar unas cuantas palmadas al suelo, chapoteando en el agua, y pude ver, como las ondas que se creaban, cuando sólo chapoteaba una vez, era diferente a las que se creaban cuando yo seguía chapoteando. Lógicamente, en el segundo caso, se producía una interferencia entre la onda que iba y la que regresaba, tampoco es que se viese de la hostia, pero se veía que era diferente. Así que me imagine que eso era lo más parecido en la naturaleza a lo que es el campo sonoro en un recinto.

Pensé que esto lo habían tenido que usar antes que yo, otras personas, antes de que existiesen los modelos computacionales para generar campos sonoros en recintos con programas de CAD. Así que me imaginé que hace mucho tiempo, la gente lo usaba para estudiar diferentes fenómenos físicos.

Además, recordé que lo había leido recientemente en algún libro de acústica, alguna breve reseña a estos modelos, y el último libro que había leido era el de Philip Newell, así que me fui al libro y allí lo encontré. La palabra mágica que buscaba era “ripple tank”, cuando puse en el buscador “ripple tank acoustics” encontré un documento realmente interesante, que os lo he puesto al final, como una descarga. El documento en sí es una tesis del año 1976, seguramente el autor de la misma está ya incluso jubilado, y como suele pasar con las tesis, llevan el trabajo de una persona durante mucho tiempo, son presentadas ante un tribunal y luego son olvidadas. En este caso en concreto está en internet, lo cual facilita a cualquier persona el que pueda leer.

¿Pero qué es realmente un “ripple tank”?. Pues con este nombre tan guay, se esconde un tanque hecho de cristal (de no más de 5 cm de profundidad), una lámpara, una pantalla y un sistema que da golpecitos en el agua que contiene el tanque. Este sistema se utilizó en la primera mitad del siglo pasado, para estudiar los efectos y la física de las ondas mecánicas.

La idea es proyectar sobre la pantalla, en dos dimensiones, lo que está sucediendo en el tanque con las ondas que por el se propagan. Esta proyección se consigue inclinando la pantalla con respecto al plano del agua, y colocando la lámpara justo encima del tanque. El resultado es la imagen que veis a la derecha, las ondas longitudinales y transversales que se originan cuando el agua es golpeada, se muestran simplemente como ondas longitudinales. Como os podéis imaginar, este tanque hace 70 años, era la puta hostia, porque permitía estudiar el comportamiento físico de las ondas, de una forma totalmente visual, y en el campo de la acústica que nos interesa, permitía hacer modelos bastante interesantes para estudiar recintos

Sin embargo, hoy en día con programas específicos de CAD y modelado acústico, este tanque ha quedado relegado a universidades donde en los cursos de física se hacen experimentos con las ondas mecánicas. Pero si algo he aprendido en la vida, es que el sentido de la vista es el más desarrollado en el ser humano, y toda la información que procesas a través de los ojos, viaja como un cohete hasta tu cerebro. Cualquier concepto que sea explicado con ejemplos visuales es comprendido de mejor forma que cualquier explicación que te entre por los oidos, de ahí el refrán de más vale una imagen que mil palabras

Muchos de los fenómenos que se estudian en la acústica arquitectónica son facilmente comprendidos mediante estos tanques. Cualquier fórmula, ecuación, teoría, se puede entender con el uso de estos tanques. Te puedes tirar meses leyendo libros, pero hasta que no ves fotografías o vídeos de experimentos que ha hecho la gente con estos tanques, la cosa no cobra sentido.

En la primera mitad del siglo XX, se hicieron algunos estudios de recintos acústicos introduciendo modelos a escala en el interior de estos tanques, las conclusiones a las que llegaron es que el modelo usado, reflejaba con bastante acierto lo que posteriormente medían en el recinto. Pero este tanque no se inventó en el siglo XX, los primeros escarceos con este tanque se hicieron por John Scott Russell, el cual trató de hacer experimentos de hidrodinámica con diferentes tanques a mediados del siglo XIX, para comprender la propagación del agua y poder posteriormente utilizarlo en diferentes aplicaciones que tenía entre manos.

Sin embargo había que esperar hasta principios del siglo XX, para que A.H. Davis, escribiese sus publicaciones que bajo el nombre de  “The analogy between ripple and acoustic wave phenomena” terminaban concluyendo que efectivamente había una analogia entre las “olas” que se creaban en el tanque de agua y las ondas acústicas, afirmando que se podían utilizar estos tanques para hacer modelos de campos sonoros simples en el interior de un recinto.

Posteriormente y con el paso del tiempo, otros modelos fueron creados y poco a poco se abandonó la idea de aplicar los tanques de agua a las simulaciones de recintos. Pero didacticamente el tanque de agua, los experimentos y las fotografías que se han hecho de los mismos, han ayudado a muchas generaciones a entender los fenómenos físicos que existen detrás de las propagaciones de ondas mecánicas.

 

 

¿Que curioso, lo que un tipo uso para sus experimentos de hidrodinámica, ha sido posteriormente utilizados para la acústica?. Realmente no es tan curioso, diferentes campos de la física, como aerodinámica e hidrodinámica, pueden ser empleados para los estudios de acústica. Al fin y al cabo ambos campos estudian el movimiento de flujos de aire y de agua a partir de ondas, que es bastante similar y extrapolable al fín y al cabo a lo que estudia la acústica. Y aquí es donde está una jugada bastante interesante, cuando no entiendas algo de lo que esté sucediendo en la acústica de tu sala, o cuando quieras preveer como se comportarán las ondas acústicas de tu sala, ante cualquier circunstancia, sustituye el flujo de aire por un flujo de agua. Imaginate que tu estudio es un enorme tanque de agua y los altavoces son tus manos chapoteando el agua, te puedes imaginar las ondas que se generarán? Pues de una forma bastante parecida, serán las ondas acústicas que produzcan tus altavoces. De esta forma pasamos de imaginar ondas en el aire a imaginar ondas en el agua. ¿Alguno de vosotros ha visto ondas por el aire?¿Y por el agua?, pues eso puestos a imaginar es más facil imaginar algo que hemos visto anteriormente.

Para finalizar:si los conceptos físicos de las ondas acústicas, te parecen bastante etereos, te recomiendo que consigas fotografías o vídeos de los experimentos que se hicieron en su día. Seguramente ya hallas visto algunas de estas fotografías, son muy típicas en libros de acústica y de física. Despues de ver estas fotografías o vídeos, te puedo asegurar que habrás visto la acústica de una forma que nunca antes habías visto y para muestra la última foto que es un tanque de agua con forma de un recinto que se utilizó en su día para modelar un recinto.

Tesis de Robert John Maus

2 Comentarios

    • Correcto, algunas cosas se perdieron por el cambio de la base de datos. Poco a poco cuando tenga tiempo las iré cargando de nuevo. Primero tenemos que darle salida a una serie de contenidos que llevan retraso, gracias por avisar!!!

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