Los científicos han resuelto el enigma detrás de uno de los sonidos domésticos más reconocibles y molestos: el grifo que gotea. Y, lo que es más importante, también han identificado una solución simple para detenerlo, que la mayoría de nosotros ya tenemos en nuestras cocinas.
Utilizando cámaras de ultra alta velocidad y técnicas modernas de captura de audio, los investigadores de la Universidad de Cambridge descubrieron que el sonido 'plink, plink' producido por una gota de agua que golpea una superficie líquida no es causado por la gota misma,pero por la oscilación de una pequeña burbuja de aire atrapada debajo de la superficie del agua. La burbuja obliga a la superficie del agua a vibrar, actuando como un pistón para impulsar el sonido en el aire.
Además, los investigadores descubrieron que cambiar la tensión superficial de la superficie, por ejemplo agregando jabón para platos, puede detener el sonido. Los resultados se publican en la revista Informes científicos .
A pesar de que los humanos se han mantenido despiertos por el sonido del agua goteando de un grifo o techo con goteras durante generaciones, la fuente exacta del sonido no se conocía hasta ahora.
"Se ha trabajado mucho en la mecánica física de un grifo que gotea, pero no se ha hecho mucho en el sonido", dijo el Dr. Anurag Agarwal del Departamento de Ingeniería de Cambridge, quien dirigió la investigación. "Pero gracias aCon la moderna tecnología de video y audio, finalmente podemos averiguar exactamente de dónde proviene el sonido, lo que puede ayudarnos a detenerlo ".
Agarwal, que dirige el Laboratorio de Acústica y es miembro del Emmanuel College, primero decidió investigar este problema mientras visitaba a un amigo que tenía una pequeña fuga en el techo de su casa. La investigación de Agarwal investiga la acústica y la aerodinámica de los aparatos domésticos y aeroespacialesy aplicaciones biomédicas ". Mientras me mantenía despierto por el sonido del agua cayendo en un balde colocado debajo de la fuga, comencé a pensar en este problema", dijo. "Al día siguiente lo discutí con mi amigo y otro académico visitante., y nos sorprendió que nadie hubiera respondido realmente a la pregunta de qué causa el sonido "
Agarwal, en colaboración con el Dr. Peter Jordan, de la Universidad de Poitiers, que pasó un período en Cambridge a través de una beca del Emmanuel College, y el estudiante de último año Sam Phillips, realizó un experimento para investigar el problema.cámara de alta velocidad, un micrófono y un hidrófono para grabar las gotas que caen en un tanque de agua.
Las gotas de agua han sido una fuente de curiosidad científica durante más de un siglo: las primeras fotografías de los impactos de las gotas se publicaron en 1908, y los científicos han estado tratando de descubrir la fuente del sonido desde entonces.
La mecánica de fluidos de una gota de agua que golpea una superficie líquida es bien conocida: cuando la gota golpea la superficie, provoca la formación de una cavidad, que retrocede rápidamente debido a la tensión superficial del líquido, lo que resulta en una columna ascendentede líquido. Dado que la cavidad retrocede tan rápido después del impacto de la gota, hace que una pequeña burbuja de aire quede atrapada bajo el agua.
Estudios anteriores han postulado que el sonido de 'plink' es causado por el impacto en sí mismo, la resonancia de la cavidad o el campo de sonido subacuático que se propaga a través de la superficie del agua, pero no han podido confirmar esto experimentalmente.
En su experimento, los investigadores de Cambridge descubrieron que, de forma algo contraintuitiva, la salpicadura inicial, la formación de la cavidad y el chorro de líquido son silenciosos. La fuente del sonido es la burbuja de aire atrapada.
"Utilizando cámaras de alta velocidad y micrófonos de alta sensibilidad, pudimos observar directamente la oscilación de la burbuja de aire por primera vez, lo que demuestra que la burbuja de aire es el impulsor clave tanto del sonido subacuático como del aire distintivo"plink", dijo Phillips, quien ahora es estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería. "Sin embargo, el sonido en el aire no es simplemente el campo de sonido subacuático que se extiende a la superficie, como se había pensado anteriormente".
Para que el 'plink' sea significativo, la burbuja de aire atrapada debe estar cerca del fondo de la cavidad causada por el impacto de la caída. La burbuja luego impulsa las oscilaciones de la superficie del agua en el fondo de la cavidad, actuandocomo un pistón que impulsa las ondas sonoras hacia el aire. Este es un mecanismo más eficiente por el cual la burbuja subacuática impulsa el campo de sonido en el aire que se había sugerido anteriormente
Según los investigadores, si bien el estudio se basó exclusivamente en la curiosidad, los resultados podrían usarse para desarrollar formas más eficientes de medir la lluvia o para desarrollar un sonido sintetizado convincente para las gotas de agua en juegos o películas, que aún no se ha logrado.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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