Cimática o la visualización del sonido

LSound_wavea voz es sonido, el sonido es vibración y la vibración son ondas. Sabemos, además, que el sonido se percibe por el oído, llega al cerebro y, en caso de ser algo artístico, llega incluso a conmovernos. Sin embargo, hay otros canales por los que podemos percibir el sonido.

Hans Jenny, físico suizo considerado el padre de la cimática, estudió el efecto de las vibraciones del sonido en fluidos, pasta líquida y sustancias en polvo (1). La cimática es el estudio de las formas en que el sonido o la vibración se exteriorizan. El sonido tiene un patrón ordenado y puede presentar dibujos de figuras geométricas que cambian según la frecuencia fundamental o, lo que es lo mismo, el tono musical (2). Jenny decía que el ser humano podía tener acceso a la vibración mediante tres vías: podemos escuchar el sonido a través del oído, sentir la vibración por todo el cuerpo o contemplar los efectos del sonido con la vista.

Sin embargo, la historia de la cimática es mucho más antigua. Ciertas tribus africanas usaban las figuras que los granos de cereal formaban sobre los tambores para adivinar el futuro. Pero humanistas como Leonardo da Vinci o Galileo Galilei ya observaron el fenómeno e intentaron darle una explicación científica (3).

El primer científico que ideó un modo de producir las figuras y que fue recogiendo los dibujos de manera sistemática fue Ernst Chladni, físico y músico alemán, nacido a mediados del siglo XVIII que en 1787 escribió el libro Descubrimientos sobre la teoría del sonido (3).

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2000px-Chladini.Diagrams.for.Quadratic.Plates.svgArriba, Ernst Chladni, abajo, algunos de los patrones por él observados.

Chladni no pudo explicar el fenómeno de manera científica.Germain

Fue la matemática francesa Sophie Germain la que resuelve la ecuación de los dibujos del sonido a principios del siglo XIX.

Para conseguir visualizar los patrones del sonido de manera accesible se necesita una placa o membrana sobre la cual se vierte una sustancia en partículas, como puede ser la arena. Los dibujos se presentan tanto si se hace vibrar directamente la placa con algún sistema mecánico o electromagnético como si se hace que vibre por resonancia, colocando un altavoz encima o debajo de la placa (5).

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En el siguiente vídeo se pueden observar el efecto del sonido sobre diferentes materiales, sobre las partículas, los fluidos, la pasta líquida e, incluso, el fuego.
https://vimeo.com/118805458

Más ejemplos para los interesados:
https://www.youtube.com/watch?v=1zw0uWCNsyw
https://www.youtube.com/watch?v=THUMdTohWkI
https://www.youtube.com/watch?v=WaYvYysQvBU

Si los dibujos se producen al aplicar una frecuencia fundamental a materiales como placas de metal, agua, membranas, fluido o pasta líquida la pregunta está servida, ¿funciona la cimática en el caso de la voz?

La voz humana se compone de un conjunto de ondas sonoras que producen distintas frecuencias fundamentales. Esta es una onda simple:

grafica 2

Imagen procedente de http://rabfis15.uco.es

En esta imagen de una onda sonora, la amplitud es percibida como la intensidad del sonido y el ciclo es la frecuencia fundamental, que se percibe como un tono determinado. El sonido vocal tiene su origen en la vibración de las cuerdas vocales y nos sirve, en general, para comunicarnos a través de la voz hablada, o para transmitir arte y emociones a través de la voz cantada. Las ondas sonoras vocales se transmiten por el aire. Para ello, las ondas mueven las moléculas del aire de manera parecida a como se forman las ondas en las aguas de un estanque al tirar una piedra. Pero esa mismas ondas también puede mover la materia bajo ciertas condiciones, por lo que es posible visualizar el sonido a través de los dibujos creados en alguno de los materiales arriba mencionados:
https://www.youtube.com/watch?v=KU84ckD1AcA

En cuanto a las aplicaciones prácticas de la cimática, en la actualidad un grupo de investigadores, encabezados por el experto en delfines Jack Kassewitz, trabajan en la creación de un diccionario léxico basado en un lenguaje sono-pictórico creado mediante técnicas cimáticas (6).

En conclusión, la cimática es una disciplina aún muy desconocida, pero que abre un campo muy amplio de trabajo y cuyas aplicaciones en el campo de la voz y del aprendizaje visual pueden ser realmente interesantes.

 

Fuentes consultadas:
(1) http://unesdoc.unesco.org/images/0007/000782/078290so.pdf (págs. 4-31)
(2)http://www.erratum.org/datas/pdf/Hans_Jenny_Cymatics.pdf
(3)http://www.cymascope.com/cyma_research/history.html
(4)http://echo.mpiwg-berlin.mpg.de/ECHOdocuView?mode=imagepath&url=/permanent/library/5M6VYMSC/pageimg
(5)http://www.cienciaeingenieria.com/2012/06/re-el-sonido-puede-verse-figuras-de.html
(6)http://www.cymascope.com/cyma_research/oceanography.html

Publicado por Pilar Lirio


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