El experimento de acústica que hacia con mis compañeros de colegio (sin que ellos supieran)

Hace mucho tiempo, recuerdo que en el colegio descubrí algo muy interesante, donde logre experimentar con mis compañeros sin que se dieran cuenta.

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Estábamos en clases de los mas tranquilos, haciendo algún trabajo del libro o ejercicios. Recuerdo que el ruido que había en la sala era muy poco, todos estábamos concentrados, pocos hablaban, todos estábamos haciendo algo. En un momento, cuando notaba que todos estaban en silencio, movía una silla o una mesa provocando un ruido que todos escucharan, pero que no asustara (ya había probado ruidos de ese tipo). Esta pequeña alteración provocaba que todos comenzaran a hablar un poco mas fuerte poco a poco, hasta que la profesora (o profesor) no tenia que hacer callar.

Este era mi pequeño experimento grupal secreto. Era muy entretenido ver como un pequeño ruido podía lograr que todos aumentaran sus emisiones de ruido (que hablaran mas fuerte) simplemente haciendo un poco mas de ruido que lo habitual.

Hasta el día de hoy (exactamente hoy, 19 de Junio de 2009), un amigo me comenta sobre el Efecto Lombard.

Descubierto por Étienne Lombard (otorrinolaringólogo y cirujano) en 1909, el Efecto Lombard es la tendencia involuntaria a aumentar el nivel de la voz a medida que aumenta el nivel de ruido que percibimos.

En mi “experimento” era muy parecido a lo que sucede en los coros, que es una especie de retroalimentación (o feedback) en los circuitos electrónico. Un pequeño cambio hacia variar todo y aumentaba el ruido.

Quizás esto de la acústica siempre estubo en mi cabeza, pero no supe de que se trataba hasta hoydia.

El cerebro reduce el ruido externo cuando estamos concentrados

Nuevos etudios demuestran que en el cerebro existe un sofisticado mecanismo que cumple un rol fundamental durante las tareas que requieren mucha concentración. También indican que una mal funcionamiento de nuestro cerebro asociado a esto puede producir esquizofrenia.

Woman using mobile phone, side view

La Dra. Hellen Barbas de la Universidad de Boston explica que:

“The ability to keep track of information and one’s actions from moment to moment is necessary to accomplish even the simple tasks of everyday life, equally important is the ability to focus on relevant information and ignore noise .”

En castellano

“La habilidad de retener información y acciones de un momento a otro, es necesaria para lograr hasta las tareas mas simple de nuestra vida diaria, esto es igual de relevante que nuestra habilidad ara concentrarnos en la información e ignorar el ruido.”

corteza prefrontal dorso lateral (en ingles dorsolateral prefrontal cortex o DLPFC) – corteza singulada anterior (en ingles anterior cingulated cortex o ACC)

Diagram of human head

La corteza prefrontal dorsolateral (en ingles dorsolateral prefrontal cortex o DLPFC) y la cortaza singulada anterior (en ingles anterior cingulated cortex o ACC) son parte importante en este proceso, donde las observaciones en primates indican que la corteza Singulada Anterior tiene un importante impacto en la reducción del ruido, también se le asocia a la esquizofrenia, donde este sector del cerebro no funciona correctamente y no es capaz de generar el “silencio” necesario.

Un interesante articulo para ver la relación de nuestro cerebro y la necesidad de generar espacio con un nivel de ruido de acuerdo a las tareas que ejecutamos.

Articulo Original: Brain Mechanism Recruited To Reduce Noise During Challenging Tasks

El ruido puede estar matando a los peces

De acuerdo a un estudio, el ruido generado por el hombre podría tener el potencial del afectar la vida de los animales acuáticos.

Young Girl Looking at Shark Swimming in Aquarium

Los efectos que posiblemente son atribuibles a esto son la perdida de audición, un aumento del nivel de stress que sufren los animales e incluso su reproducción y migración.

El Dr, Arther Popper, de la universidad de Maryland, Estados Unidos, dice:

“Human generated sounds in the marine environment may result in only small shifts in behavior for some animals, but immediate death in others. With the vast increase in production of sound in the marine environment due to human activity such as oil exploration, shipping and construction, the effect of human-generated sounds on the aquatic life becomes a growing issue”.

En castellano

“El ruido generado por el hombre en el mar puede tener como resultado un pequeño cambio de comportamiento en algunos animales,pero puede provocar la muerte inmediata en otros. Con el aumento de la generación de ruido en el mar por actividades humanas como la exploración por petroleo, la navegación y construcción, el efecto de este sobre la fauna marina se convierte en un problema en aumento.

Cargo ship in harbour

Los animales del ocenao utilizan el sonido para comunicarse y obtener información de su entorno. A diferencia de los animales en tierra, que desarrollan un refinado sentido de la vision, los animales en el agua tiene un agudo sentido de la audicion, lo que les permite tener una vista en 3 dimensiones que va mucho mas halla del campo visual, por lo que su cualquier alteracion de su ambiente puede ser de un impacto determinante en la vida de las especies marinas.

National Whale Day Celebrated As Whale Watching Season Gets Underway

Notica Original (en ingles): Human-generated Sounds May Be Killing Fish

Como funciona: La cancelación de ruido

Muchos productos ofrecen la maravillosa Cancelación de ruido, pero mucho cuidado, ya que algunos solo atenuan el ruido y no ocupan realmente ningún principio de cancelación.

La primera patente se dio en 1934 donde se describe como cancelar una señal sinusoidal en un ducto.

Primera Patente Cancelacion
Primera Patente Cancelación

¿Pero como se supone que funciona?

Un ejemplo simple de como funciona es el siguiente:

Señal Original
Señal Original

Si realizamos la inversión de fase, tendremos una señal idéntica, en termino de componentes de frecuencia, pero invertida en fase (como si los máximos fueran minimos, y los minimos máximos)

Señal Procesada
Señal Procesada

Cuando realizamos la suma de estas señales, obtenemos lo siguiente

Suma de Señales
Suma de Señales

Por lo tanto, y en teoría, eliminamos completamente el ruido, quedando la señal en 0, pero como no todo el mundo genera señales sinusoidales (de hecho el único instrumento que produce lo mas similar a un tono puro, es la flauta dulce).

Para lograr esto, debemos emitir la señal procesada de alguna manera, preferentemente por un altavoz que tenga la misma potencia que la señal que deseamos cancelar.

El problema, es que esta inversión de fase es imposible de obtener en la realidad, ya que debemos pasar por una serie de transductores que agregan un retraso a la señal, lo que hace que tengamos un desfase de tiempo, siendo absolutamente inútil nuestra cancelación.

Es por esto, que el cambio de fase se realiza mediante digitalización de la señal, la cual es luego atrasada (en tiempo) y reproducida.

Cancelacion de Ruido - HowStuffWork
Cancelacion de Ruido - HowStuffWork

Pero es posible obtener excelentes resultados en frecuencias bajas, ya que estas son muy estables y no varían bruscamente, por lo que podemos capturar la señal, vemos cual es su frecuencia, desfasamos la señal en tiempo y la reproducimos. Incluso un sistema muy rudimentario seria grabar la señal y reproducirla invertida, con un tiempo de retraso que seria el tiempo que se demora una onda de sonido (a 344 m/s) en recorrer la distancia entre el micrófono y el altavoz donde emitimos.

Esto cancelaría las señales estables en el tiempo, lo que se traduce a que básicamente cancelaríamos las bajas frecuencias.

Falsas Cancelaciones

Existen sistemas que se promocionan con “Cancelación de Ruido”, pero la verdad es que simplemente ofrecen una aislación frente al ruido externo. Es como taparte los oidos y que en la punta de los dedos tuvieras altavoces. Funciona, es cierto, pero no es lo que te vendieron.

En general, estos sistema son activos, lo que quiere decir que utilizan energía (ej. alimentación externa con baterías)

PREGUNTAS (pueden hacer las suyas en los comentarios y tratare de responderlas aqui).

¿Por que el ruido no se cancela completamente?

Como las señales son mas complejas, no es totalmente posible realizar una cancelación total, primero dado por que el sonido se transmite por el aire y por las estructuras, haciendo muy difícil predecir por donde pasara y que amplitud (en pascales) tendrá en el lugar que nos interesa. Es por esto que no podemos generar el silencio absoluto.

EXPERIMENTO

Un experimento practico que puedes realizar es con los altavoces de tu casa.

Reproduce algún archivo que tenga una señal sinusoidal, podría ser entre los 50 a 100 Hz (longitud de onda entre 60 y 30 cm respectivamente).

Luego cambia la polaridad de uno de los altavoces, cambiando las conexiones en la parte de atrás (donde va el rojo, pon el negro, donde va el negro, por en rojo, esto no debería dañar tus parlantes, pero si lo hace no me eches la culpa a mi).

Luego apunta los parlantes hacia ti, y aléjate poco a poco… en algún momento sentirás que baja drásticamente el nivel que estabas escuchando.

Ahí estas en un punto de cancelación de ruido.

Esto sucede mucho mas veces de lo que crees, ya que en las mesas de audio profesional, siempre encontraras un botón para invertir la fase de la señal, ya que si ubicas muchos micrófonos cerca de una fuente de sonido estos micrófonos en algún momento podrán captar justo señales invertidas, las que son notorias en las grabaciones.

Invertir Fase Sony Vegas
Invertir Fase Sony Vegas

Lo valioso, lo malo y lo extraño

Este sitio, desde hoy,  nos dedicaremos a noticias e información de interés sobre una de los mas importantes contaminantes desde que nació la revolución industrial

Ruido
Ruido

Esto en el Día Internacional del Medio Ambiente (5 de Junio) que se celebra desde 1972, gracias a la Asamblea General de Naciones Unidas.

Esperamos contar con sus comentarios y tener excelentes noticias en todo ambito del ruido, el sonido, la acustica y las vibraciones.

El sonido del Silvato de la Muerte

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LINK A TEXTO ORIGINAL

Literal: (del Consejo nacional para la Cultura y las Artes, México)

Estudio acústica prehispánica
REPRODUCEN SONIDO DEL SILBATO DE LA MUERTE

*** A partir del fragmento de un sonador de viento, hallado por el INAH, el investigador Roberto Velázquez reproduce el sonido de ese instrumento

*** Conocido como silbato de la muerte estaba asociado a las ceremonias mortuorias entre los mexicas y mayas

La arqueología en México comienza a tener sonido. Mediante un análisis científico de los sonadores de viento y generadores de ruido de la época prehispánica se obtuvieron nuevos datos que profundizan sobre su función sonora y se reprodujo su acústica.

Se trata de una investigación generada a partir del hallazgo de un fragmento de sonador de viento o “silbato de la muerte”, proveniente del antes llamado Cerro Mazatépetl, hoy Cerro del Judío, donde el Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH) desarrolla exploraciones del occidente de la Cuenca de México, encabezadas por el doctor Francisco Rivas.

La investigación sobre arqueología sonora, a cargo del ingeniero Roberto Velázquez Cabrera, —quien desde hace una década se dedica al estudio de artefactos sonoros—, comprendió el análisis, en 2006, del fragmento del generador de ruido hecho en barro, que se ha asociado a la muerte y con rituales del inframundo, porque presenta como decoración el rostro de una calavera que cubre el frente de su cámara de caos.

“A menudo, los estudios de las culturas antiguas observan el pasado en silencio, como si nuestros antepasados y nosotros mismos fuéramos sordos, pero no es posible imaginar ninguna de sus actividades importantes en silencio, ya que siempre utilizaban sus sonidos”.

“Los artefactos sonoros eran considerados sagrados, fueron muy usados y apreciados en todos los niveles de las sociedades antiguas, para actividades religiosas, militares y civiles”, apuntó Velázquez Cabrera.

Durante su participación como conferencista en las IV Jornadas Permanentes de Arqueología, que se desarrollan el último viernes de cada mes en el Museo del Templo Mayor, el investigador explicó que, por definición, los silbatos son instrumentos que producen un sólo sonido. Desde el punto de vista musical, se consideran los más simples, porque producen una sola nota.

“Algunos los desprecian porque los consideran juguetes, ya que así se usaban en las culturas medievales de Europa. La realidad indica que los silbatos mesoamericanos son más complejos de lo que se piensa; existían en una gran diversidad y tenían muchos otros usos”, abundó.

Diversos sonadores se mencionan en las crónicas y aparecen en la iconografía, pero de la gran mayoría se perdió su designación original durante la Conquista y la Colonia prehispánica. No obstante, entre los artefactos de viento que se han recuperado destacan los aerófonos globulares y tubulares, sencillos y múltiples, las trompetas y principalmente los generadores de ruido, que representan los objetos lapidarios antiguos que se han encontrado en mayor cantidad.

Utilizados desde el Preclásico hasta el Posclásico –400 a. C a 1300 d.C-, en diversos momentos de la vida cotidiana de las culturas prehispánicas, los sonadores o silbatos que tienen un rostro de calavera o de tecolote, se han vinculado a ceremonias mortuorias practicadas por los mexicas y mayas, aunque poco se ha estudiado hasta el momento.

A pesar de estar incompleto, el fragmento encontrado en el Mazatépetl, permitió ahondar sobre la forma en que fue construido, porque su mecanismo sonoro está intacto. “Además, todavía genera los sonidos de su función sustantiva, como en el pasado, lo que facilitó su examen formal”, destacó el investigador.

Durante su conferencia titulada “Un estudio de arqueología sonora, silbato de la muerte”; Velázquez Cabrera detalló que el caso analizado ha permitido conocer a detalle aspectos sobre la morfología, construcción y sonidos emitidos por los antiguos generadores de ruido hechos con barro.

Precisó que el mecanismo sonoro de los también llamados aerófonos de muelle, se estimula con aire inyectado por el orificio de un conducto que pasa a la cámara de caos, y de ahí a una cámara semicircular sin salida, lo que hace que el soplo regrese y choque con el que entra, generando una dinámica turbulenta compleja que produce el singular ruido.

Asimismo, mediante el uso de técnicas especiales, como las de dinámica de ondas, espectrales, acústica, fisiológico-auditivo, organológicas, constructivas, experimentales y funcionales, entre otras, se ha profundizado sobre otro tipo de usos que pudieron tener estos objetos entre las culturas prehispánicas.

“Los silbatos han sido importantes, debido a su poco peso y tamaño, su portabilidad, su alta potencia percibida y su alcance sonoro (de 300 a 500 metros); por la altura de sus sonidos, ya que la mayoría generan señales con frecuencias fundamentales dentro del rango de máxima sensibilidad humana y de varios animales como los pájaros”.

“Por ello, estos instrumentos son excelentes para aplicaciones de comunicaciones en clave o señales que pudieron haber sido usados en las actividades militares, incluso como armas”, consideró el ingeniero Velázquez Cabrera, al referir que además los silbatos pueden generar efectos especiales en el cerebro.

Indicó que con base en estudios físico-auditivos, se ha determinado que estos instrumentos prehispánicos estimulan la corteza cerebral. “Si se tocan dos silbatos de la muerte simultáneamente, se producen batimentos infrasónicos complejos que generan estados de alterados de conciencia; sicodélicos y alucinógenos”, comentó.

“Por ejemplo, un silbato grande puede generar sonidos dañinos o batimentos infrasónicos que pueden tener efectos negativos en la salud, o, en el caso contrario pueden contribuir a la salud física y mental de las personas que los perciben”,

Aseveró que el estudio sobre el funcionamiento de los artefactos sonoros prehispánicos, no debe abordarse desde el punto de vista de la música occidental, ya que estos objetos además de ser manufacturados en piedra y barro, también fueron hechos de materiales perecederos como cáscaras duras de frutos o semillas, hueso, carrizo y caracoles marinos, es decir, carecen de melodías y ritmos.

“Algunos aparecen representados en la iconografía, como en los murales de Bonampak, donde sobresalen dos trompetas que por la forma en que son sostenidas por los ejecutantes, se cree que fueron hechos de bule o guaje”, consideró.

El investigador añadió que entre la diversidad de sonadores que se han encontrado destacan los que presentan decoraciones con forma de animales, que simulan sus sonidos. “Las civilizaciones mesoamericanas tenían un contacto cercano con la naturaleza y lo representaban en sus diversas manifestaciones culturales”, concluyó.

“Año de la Educación Física y el Deporte”

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Instituto Nacional de Antropología e Historia. Foto:Héctor Montaño

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Instituto Nacional de Antropología e Historia. Foto:Héctor Montaño

Valioso y escaso