LA ELIPSE Y LAS CÚPULAS ACÚSTICAS

       ¿Nunca te has preguntado porque extraña razón cuando nos encontramos    en el metro nos es complicado escuchar a una persona que este al lado nuestro  hablando mientras que escuchamos perfectamente las conversaciones al otro lado del andén?

La solución se encuentra en la arquitectura de los túneles, mas concretamente en la forma elipsoidal de la bóveda de la estación.

La elipse es una curva cerrada que se define como el lugar geométrico de los puntos del plano tales que la suma de las distancias a dos puntos fijos llamados focos es una constante positiva e igual a la distancia entre los vértices. Se da la casualidad de que las ondas sonoras que, partiendo de uno de los focos, recorren los caminos que cumplen la propiedad que caracteriza a una elipse, son totalmente perceptibles en el otro foco. Es decir, las ondas sonoras reflejadas en un foco se concentran en el otro foco.

Gracias a esta propiedad este tipo de geometría eliptica es utilizada muy a menudo en salas de conciertos, basándose la arquitectura de las mismas en fenómenos acusticos que aprovechan dicha propiedad.

Tradicionalmente, cúpulas son elementos arquitectónicos que permiten cubrir grandes espacios a través de la acumulación de pequeños elementos. Durante los últimos años se ha trabajado en el diseño e ingeniería de un nuevo tipo de cúpulas basadas, no en estructura sino que en acústica, cúpulas acústicas, desarrollando nuevas formas de simulación del comportamiento acústico en el espacio y definido campos de sonido que son la base del diseño de estas cúpulas.

La Música, a la vez un fenómeno físico e inmaterial, es en este caso un instrumento de medida para analizar y diseñar espacios. Suspendidas del techo de un espacio existente, las cúpulas acústicas son elementos experimentales cuya variación geometríca permite diferentes posiciones en el espacio y ajustes en la cualidad acústica de la sala.

Asi, el espacio no es pasivo a la música, se comporta de una manera interactiva ya que la geometría de la sala puede modificarse, en tiempo real, en cada actuación, para cada composición musical o para diferente público. Es el tipo de evento, (concierto de música, conferencia, canción …) el que influye en la computación que dobla y desdobla la cúpula acústica. Las subdivisiones de la superficie y sus diferentes tamaños determinan el número de dobleces y producen la reconfiguración de los campos de reververación y reflexión del sonido.

La forma de las cúpulas acústicas se ha generado a través de modelos digitales de simulación de patrones acústicos y de modelos analógicos de paneles compuestos que se doblan. Este proyecto no define formas arquitectónicas en su estado final, sino que una condición efímera y variable de la geometría y las posibilidades de su transformación. La integración de patrones ornamentales y acústicos permite la interacción entre el volumen de la sala y la programación musical. Las cúpulas acústicas mantienen una relación flexible y abierta con la música, el espectador y el espacio que las contiene.»

Sonido de auroras boreales: Transducción electrofónica

¿Cómo es posible que oigamos el sonido que producen las auroras boreales?

Ahora bien pasemos a definir que es una aurora boreal y por qué es extraño que seamos capaces de obtener algún sonido a partir de ellas:
Una aurora boreal se produce cuando el viento solar trae masa solar y choca con los polos norte y sur de la magnetosfera terrestre, produciendo una luz difusa pero predominante proyectada en la ionosfera terrestre. El campo magnético que nos rodea las dirige hacia los polos terrestres. Los protones y electrones de ese viento solar, que viajan a casi 1000 kilómetros por segundo y cubre la distancia Sol-Tierra en dos o tres días, chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno de la atmósfera. Un proceso análogo al que ocurre en los tubos de neón.

Sin embargo esto se produce a muchos kilómetros de distancia de donde nosostros nos encontramos y es imposible que dicho sonido llegue a nosotros como tal ya que debido a la distancia las ondas sonoras se dispersarían y perderían toda su energía antes de alcanzar la Tierra.

Por lo tanto ¿De dónde proceden estos sonidos?; La teoria que más se baraja es lo que se conoce como TRANSDUCCIÓN ELECTROFÓNICA.

Como su propio nombre indica «Transducción» es la transformación de un tipo de señal o energía en otra de distinta naturaleza, en nuestro caso y de ahi «Electrofónica», es la transformación de ondas de radio de muy baja frecuencia conocidas como VLF que van desde  los pocos Herzios hasta los 30Hz, en ondas sonoras debido a la utilización del transductor adecuado.

Materiales como el pelo o las hojas de pino actuan como este tipo de instrumento permitiendo que el oido humano sea capaz de recibir las ondas sonoras (cabe resaltar que el oido humano no es capaz de escuchar las ondas de radio) puesto que cuando reciben la señal, vibran y transforman la energía de la señal radio en sonido. Debido a que el pelo o la ropa de cada persona en cada momento es diferente la onda sonora producida y escuchada por el sujeto en cuestión será diferente de otra persona que este escuchando en el mismo lugar, puesto que las onda VLF interactuarán de diferente manera.

 

 

Belleza y Brutalidad: La Resonancia

Hay fenómenos en la naturaleza capaces de crear gran belleza y a la vez una espectacular brutalidad este es el caso de la RESONANCIA.

BELLEZA

Al frotar repetidamente el borde de la copa de cristal, ésta entra en resonancia.
La resonancia es un fenómeno físico que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud de las vibraciones tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza. El pequeño movimiento del vidrio transmite ese movimiento a las moléculas del aire, haciendo que este vibre también produciendo sonido. En el interior de la copa se suma un efecto más, y es que si esta llena de agua ésta vibra dentro de la copa y puede provocar su propio «maremoto» de moléculas de agua que se suman al cristal produciendo cada vez más sonido
La copa vibra con una frecuencia determinada y suena con un tono definido. Si se añade más agua a la copa el tono emitido se hace más grave. Al añadir más agua consigues que el vidrio vibre con menos frecuencia lo que hace que el tono del sonido sea más grave.

Un ejemplo de la belleza que podemos conseguir gracias a la resonancia acústica:

 

BRUTALIDAD

Es cierto que hay cantantes que son capaces de romper copas de cristal con el simple instrumento de la voz, esto es debido no a la potencia de la misma sino a que son capaces de emitir sonidos a la misma frecuencia natural del cristal lo que desemboca en un fenómeno de resonancia que produce la rotura del mismo.

La actriz  y cantante Julie Andrews («Mary Poppins» o «Sonrisas y Lágrimas») es una de ellas quién ofrecía al público como plato fuerte en una de sus obras en Broadway, la rotura de una de estas copas de cristal con su voz.

Aqui en nuestro país tenemos a la soprano española Ainhoa Arteta quién nos demuestra lo que es capaz de hacer la resonancia en este video:

El poder del sonido: LEVITACION ACÚSTICA

La levitación acústica es un fenómeno físico no lineal relacionado con las ondas acústicas (ya sea sonido o ultrasonido) que consiste en que al incidir en un objeto y bajo determinadas circunstancias, las ondas acústicas logran mantener ese objeto suspendido en el aire sin necesidad de contacto alguno, de ahí el nombre de levitación.

Para lograr la levitación generalmente se requiere el uso de ondas estacionarias y niveles sonoros muy elevados (del orden de 155 dB ref. 20μPa) para lograr levitar muestras de unos cuantos gramos y dimensiones de unos cuántos milímetros.

Este fenómeno se emplea cuando es necesario mantener una muestra suspendida en el aire sin necesidad de contacto, ya sea por riesgo de contaminación o reacción química entre la muestra y el contenedor empleado, como sería el caso de una gota de metal derretido, que por su temperatura podría reaccionar, o una planta de fabricación de circuitos integrados en la que el contacto con las obleas de silicio representa un serio riesgo de contaminación. También puede aplicarse para realizar distintas mediciones de parámetros físicos de la muestra, como su viscosidad, si se trata de una gota de líquido.

Una muestra de la levitación acústica serían los siguientes videos:

Según la definición, la levitación acústica es un método de suspender materia en un medio mediante la presión que ejerce la radiación acústica que producen ondas sonoras de alta intensidad.

Como el tamaño del objeto a levitar depende de la longitud de onda que genere el emisor ultrasónico (que por cierto se coloca frente a un reflector, para crear una especie de jaula invisible) hasta el momento solo se han podido elevar pequeñas masas de unos pocos kilogramos.

GUERRA DE VOLUMEN: ¿Analógico vs Digital?

A la hora de promocionar su disco, Moder Times, Bob Dylan dijo lo siguiente:

                “No conozco a nadie que haya hecho un álbum que suene decente en los últimos
veinte años. Escuchas esos discos modernos y son atroces, llenos de sonido. Nada está definido, ni siquiera la parte vocal, es como si fueran ruidos parásitos. Mis últimas canciones probablemente  sonaban diez veces mejor en el estudio, mientras las grabábamos, que en el compact. Los CD son pequeños, no tienen estatura. Me acuerdo del lío que se armó cuando salió Napster (Servicio de distribución de archivos de música que permitía a los usuarios compartir sus colecciones de MP3 fácilmente con otros miembros). Estaban todos alarmados: “¡Nadie va a pagar por la música, todos la van a tener gratis!”. Bueno, y qué “¡Si de todas formas no vale nada!”.

Ante estas afirmaciones podríamos interpretar que Dylan, además de reivindicar el sonido analógico e, indirectamente, las supuestas bondades del vinilo, también se estaba cargando en su ataque a los productores y artistas independientes.

Sin embargo en una tónica general sus palabras coinciden con los conceptos que un especialista en  materia de sonido podría lucubrar a nivel técnico: se tendría que explicar qué pasa con el rango dinámico de la música actual, o cuáles son los motivos de su declinación frente al reinado de la compresión y el volumen.

Los  CD’s  cada  vez  suenan  más  altos.  Y cada  vez  suenan  peor.  ¿Por  qué?  La respuesta es sencilla: es el resultado de la guerra del volumen (the loudness war).

Desde los tiempos del vinilo las compañías discográficas han competido por lograr que sus discos suenen más alto que los demás.

Se  ha  demostrado  mediante  experimentos  que  la  misma  canción,  con  un  ligero aumento de volumen, la percibimos como “mejor sonido”, debido a la respuesta en frecuencias  de  nuestro  oido.  Y nadie  quiere  correr  el  riesgo  de  que  su  canción, comparada con otras suene floja en la radio, o en el iPod.

El problema viene cuando se sacrifica la calidad de sonido en pos del volumen   brutal, un fenómeno que lleva plagando la música durante los últimos quince años, y que acaba con la principal ventaja sonora del CD,  el rango dinámico, es decir, la capacidad para reproducir sonidos extremadamente débiles y o fuertes, sin problemas de ruido de fondo. Por ello vamos a ver como conseguimos volumen y como se degrada el sonido:

  ¿Cómo conseguimos el volumen? En una grabación digital, hay un máximo absoluto de volumen, el cero digital, que es la mayor amplitud de onda sonora posible. El instante musical más fuerte, el pico, marca el tope de volumen para el  resto de la canción. La tecnología ha hecho muy fácil eliminar los picos de las grabaciones de forma que el volumen total suba considerablemente.

      ¿Cómo se degrada el sonido? Este  proceso  se  lleva  a  cabo  durante  la  masterización  del  disco.  Para eliminar un pico y conseguir elevar un poco el volum  en general de la canción o igualarlo con las demás, hay que recortar la onda sonora. Esto introduce una pequeña distorsión en ese momento concreto, que pasa desapercibida. El problema es que para llegar al volumen brutal que hoy en día es la norma, se introduce distorsión constante durante toda la canción. Esta distorsión elimina también  el  ataque  o  pegada  de los instrumentos. El  volumen  es mayor, pero “golpea” menos. Este volumen y distorsión constante producen fatiga auditiva.

El  segundo  problema  es  que  como  se  recorta  “por  arriba”  para  subir  el volumen,  las  partes  suaves  de  la  canción  acaban  llegando  al  mismo volumen  de las  partes fuertes. Se  elimina  así  una  característica musical imprescindible  y  apreciada  por  todos  los  músicos:  la  dinámica,  esa capacidad para variar la intensidad de la interpretación para destacar tanto las partes fuertes como las suaves, ya sea de un instrumento en concreto o de la  canción en su conjunto. Aquí, a la fatiga auditiva, tenemos que sumarle aburrimiento.

            Si a esto le añadimos que el destino más frecuente de una grabación es ser convertida a mp3, entonces ya tenemos un problema grave. La conversión a mp3 elimina el 90% de la información musical de un CD, introduciendo además distorsiones varias. Si encima  estamos  escuchando  a  través  de  unos  altavoces  de  ordenador  o  de  los auriculares  blancos  del  iPod,  el  resultado  está  cada  vez  más  lejos  de  lo  que escuchaban los músicos en el estudio de grabación, esto conlleva a la muerte de la alta fidelidad en la música.

Por lo tanto podríamos determinar que es mejor el formato análogico que el digital, pero no es del todo cierto, simplemente lo que sucede es que actualmente la tendencia comercial hace que no aprovechemos las ventajas que nos da el formato digital desvalorizándolo en cuanto a calidad frente al formato analógico. Esta tendencia comercial viene de cómo ya comentamos la absurda idea de que cuanto más fuerte suena algo suena mejor y de que cualquier disco con la palabra remasterizado en la caja es de mejor calidad sonora y matices musicales, cuando este hecho no es verdad.

La única forma de acabar con la guerra del volumen es que los grupos se atrevan a sacar discos que no suenen tan altos pero suenen mejor, y que nadie se asuste si tiene que mover el mando de volumen de su equipo de música, iTunes o iPod. Ya hay movimiento en la industria: Turn Me Up! quiere crear una certificación para los discos que cumplan unos nuevos estándares de calidad de sonido, sin volumen innecesario. Asi que ya sabes la solución es: !Sube tú el volúmen!