Ruido

1995/12/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Recordando esto, podemos entender fácilmente el siguiente fragmento que aparece en la novela de Julio Verne, “El viaje al centro de la Tierra”:

En este viaje subterráneo dos hombres, el profesor y su sobrino, se pierden. Por último, consiguieron ponerse en conversación a distancia y la entrevista realizada era:

• ¡Tío! - grité yo.
• ¿Qué hijo? —después de un tiempo que escuché
• Para empezar, ¿cuál es nuestra distancia?
• No sé, pero no es difícil calcularlo.
• ¿Tienes tu cronómetro?
• Sí.
• Toma. Di mi nombre y mira el segundo exacto que marca el cronómetro cuando empiezas a hablar. Cuando el sonido llegue hasta mí, repetiré el nombre. Nada más oír mi respuesta, mira de nuevo lo que marca el cronómetro.
• Lo he entendido. La mitad del tiempo entre la señal y la respuesta indica los segundos necesarios para que el sonido llegue hasta nosotros. ¿Estás preparado?
• Sí.
• ¡Ojo! Escribo tu nombre.

Yo puse el oído contra la pared. Nada más oír la palabra “aksel” (mi nombre) repetí y me quedé a la espera.

• Cuarenta segundos —dijo mi tío—, por lo que el sonido ha llegado hasta mí en veinte segundos. Como el ruido emite un tercio del kilómetro en un segundo, la distancia entre nosotros es de aproximadamente siete kilómetros.”

En lo dicho por Julio Verne se produjo un error de cálculo al utilizar la velocidad correspondiente al aire para medir el ruido y en intervalos densos es mayor. Sin embargo, podemos aceptarlo para tener una aproximación.

Una vez comprendido lo escrito en la novela, usted puede resolver el siguiente problema: "Las máquinas de vapor antiguas talaban el perfume desde un pequeño tubo de txistu. El txistu de una locomotora procedente de lejos se escuchó un segundo y medio después de ver el perfume blanco que emitía por el tubo. ¿A qué distancia se encontraba la locomotora? (dado que la velocidad de la luz es mucho mayor que la del ruido, la consideramos infinita)."

Eco

Figura . El sonido descenderá siguiendo las _{líneas Ca 1} y Cb ₁ y volverá hasta nosotros una vez realizados los caminos Ca _{1 a 2 C y Cb 1 b 2} b ₃ C, generando eco.

El prestigioso escritor norteamericano Mark Twain nos muestra en un escrito de humor los quebraderos de cabeza de un coleccionista. Este coleccionista decidió hacer una colección muy especial entre otras, los ecos.

Para ello, y sabiendo que el eco se repite varias veces en algunos lugares, pensó en comprar todos esos lugares. “Para empezar adquirió un lugar en el que la repercusión del estado de Georgia se repetía cuatro veces; más tarde otro de seis repeticiones en Maryland; otro de trece en Mann, un eco de nueve repeticiones en Kansas y finalmente otro de doce en Tennesse, en el que había un tramo de roca derrotado y que necesitaba reparación, resultó barato.

El coleccionista pensaba que sería fácil hacer una reparación adecuada, pero el arquitecto encargado del trabajo no tenía experiencia y todo se estropeó. Desde entonces es un lugar muy apropiado para utilizarlo como refugio de sordos...”

Todo esto narrado por Mark Twain es sólo un encanto. Sin embargo, en la Tierra hay lugares de gran prestigio para oír ecos especiales, la mayoría de ellos en las montañas.

Mencionemos algunas de ellas. En Inglaterra el eco en el castillo de Woodstock repite claramente diecisiete sílabas. El eco del castillo de Derenbourg daba veintisiete sílabas, pero tras derribar un muro se muda totalmente. Si en el continente hay un grupo de rocas que forman un círculo de Adersbach de Chequia y en una zona especial, siete sílabas se repiten tres veces, a escasos pasos de esa zona, el sonido de un tiro no generaría ningún eco.

En un castillo situado junto a Milán, hoy destrozado, el eco de un tiro lanzado desde una ventana especial se escuchaba cuarenta veces y una palabra en voz alta treinta veces. Pero, ¿qué es eco? De hecho, no es más que un reflejo de las ondas sonoras emitidas por nosotros y que llegan hasta nosotros después de chocar contra algo. Al igual que en el caso de la luz, el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión de los rayos acústicos (el rayo de sonido es la dirección de transmisión de las ondas sonoras) son iguales.

Miremos ahora la figura 1. En ella, nosotros estamos en la base de un monte (punto C) y el obstáculo que reflejará el ruido está arriba, por ejemplo en AB.

El ruido emitido por nosotros va a ir por las líneas Ca, Cb y Cc-c y tras chocar contra el obstáculo, seguirá sin llegar hasta nuestros oídos por las direcciones a, b y c, por lo que no recibiremos ningún eco. Por el contrario, si la situación es la que se muestra en la figura siguiente, el sonido descenderá siguiendo las líneas Ca _{1 y Cb 1} (ver figura 2) y volverá hasta nosotros una vez realizados los caminos Ca _{1 a 2 C y Cb 1 b 2} b ₃ C, generando un eco. La profundidad de la Tierra permite que el eco sea más claro, actuando como un espejo cóncavo. Por el contrario, si la tierra fuera convexa, el eco sería más débil y en algunos casos no podríamos oír, ya que la superficie terrestre, al igual que un espejo cóncavo, dispersaría los rayos del sonido.

Figura . El ruido que emitimos nosotros lo hará por las rutas Caa, Cbb y Cccc y no recibiremos ningún eco.

Hay que tener una experiencia para encontrar eco. Entre otras cosas, para diferenciar ambos sonidos, esto es, lo que se ha desechado y lo que se ha reflejado, no debe colocarse junto al obstáculo y el intervalo de tiempo debe ser largo para que no se fusionen y se hagan inseparables. Como el ruido en el aire es de 340 metros por segundo, si nos situamos a 85 metros del obstáculo, tendremos que hacer ruido y escuchar el eco a medio segundo.

El eco no ocurre lo mismo con todos los sonidos. Cuando el sonido es muy agudo y pausado, el eco suele ser más claro. Lo mejor es hacer un aplauso para escuchar el eco. La voz humana no es muy adecuada para generar eco y mucho menos si es humana; las voces de niños y mujeres son más adecuadas para ello.