La resonancia de Helmholtz y su aplicaci贸n con tonos binaurales

La resonancia de Helmholtz es un fen贸meno que se da cuando se sopla aire a trav茅s de la parte superior de una botella vac铆a, es decir,el efecto que realiza el aire al entrar por una cavidad.

Su nombre se debe a Hermann von Helmholtz, que en聽 la d茅cada de 1850 invent贸 un dispositivo llamado 芦resonador o absorbente ac煤stico de Helmholtz禄, que se emplea para poder identificar las distintas frecuencias o tonos musicales presentes en la m煤sica y otros sonidos complejos ya que posee la capacidad de filtrar dichas frecuencias.

Este dispositivo consiste en una cavidad con un orificio en el extremo de un cuello, como si de una botella se tratase, y en cuyo interior el aire tiende a comportarse como una masa resonante. Su forma es semejante a una esfera hueca de vidrio o metal con dos cuellos tubulares y abiertos, de medida corta tal y como se adjunta la foto.

Resonador de Helmholtz

Cada una de las esferas posee dos cuellos que est谩n localizados en extremos opuestos y solamente uno de los cuellos se aplica al o铆do mientras que el otro cuello debe acercarse a la fuente que est谩 produciendo el sonido. Realmente, existe una f贸rmula matem谩tica totalmente v谩lida para calcular la frecuencia de resonancia de cada dispositivo, por lo que su utilidad pr谩ctica lo hace indispensable para el estudio de la f铆sica.

Si el sonido que se emite contiene una frecuencia igual o pr贸xima a la frecuencia resonante de la cavidad del resonador, 茅ste lo que hace es amplificarla debido a un aumento de la presi贸n, y permite a la persona percibirla de forma totalmente aislada.聽 A partir de esta premisa, se puede utilizar una serie de resonadores o absorbentes para as铆 estudiar las distintas frecuencias que componen cada sonido.

Gracias a este descubrimiento, sus aplicaciones van m谩s all谩 de la m煤sica ya que la resonancia de Helmholtz se ha aplicado a los motores de combusti贸n interna para coches, furgonetas y motos, llamados sistemas Helmholtz (los utiliz贸 Chrysler para su Dodge). Estos sistemas tambi茅n modifican el sonido de los tubos de escape o para reducir el ruido del motor.

Tambi茅n, gracias a esta resonancia, surgieron los subwoofers y se pudieron ajustar instrumentos ac煤sticos basados en la madera como por ejemplo la guitarra o la ocarina. Si en alguna ocasi贸n, usted ha podido observar una chapa perforada en los aviones como si de un remache se tratara, piense que es probable que se est茅 aplicando alg煤n sistema de reducci贸n de frecuencias indeseables basado en el principio de Helmholtz. Es muy frecuente su empleo en aeron谩utica, puesto que tambi茅n, adem谩s de las cabinas, puede ayudar a reducir el nivel de fricci贸n de las alas con el aire.

Hang: el instrumento de PANArt que revolucion贸 la m煤sica 茅tnico-ambiental

El Hang es un instrumento musical de percusi贸n contempor谩nea creado por Felix Rohner y Sabina Sch盲rer y patentado por su propia empresa, PANArt Hangbau AG ubicada en Berna (Suiza). En un principio, no era un instrumento destinado a las masas pero debido a su popularidad, se expandi贸 inevitablemente por todo el planeta haciendo que muchos m煤sicos y artistas lo incorporasen en sus composiciones.

hang instrumento musical

Tal fue el auge de dicho instrumento que, al final, han salido cientos de empresas que utilizan el dise帽o de Felix y Sabina para fabricar sus propios instrumentos similares. En cuanto a PANArt, no decidi贸 quedarse quieta en el mercado, y evolucion贸 proporcionando diferentes generaciones de Hangs. En el a帽o 2013, anunci贸 la retirada del producto pero con la intenci贸n de centrar sus expectativas en crear un nuevo aparato llamado Gubal.

En cuanto a caracter铆sticas a destacar, este instrumento est谩 compuesto por una aleaci贸n similar al acero llamada Pang y que ha sido desarrollado por los propios fabricantes. El atractivo de este material es que proporciona la formaci贸n de sonido con un esfuerzo f铆sico m铆nimo, casi rozando los dedos de la mano. A su vez, el instrumento proporciona unos tonos muy ricos y una de las versatilidades m谩s grandes si lo comparamos con otros instrumentos.

Su principio musical fundamental es que dicho Hang est谩 basado en el resonador de Helmholtz. Posee un lado superior llamado Ding cuya zona puede sonar similar a una campana o arpa.
Si se observa el instrumento, a cada zona de la c煤pula le corresponde cierto tono, pudiendo resaltar los arm贸nicos o casi silenciarlos dependiendo de c贸mo y donde golpee la persona.

El lado inferior, denominado Gu, conforma la cavidad de resonancia donde se produce el efecto. Esta parte es la que m谩s modificaciones ha sufrido dependiendo de la generaci贸n o serie del Hang comercializado.

Grabaci贸n de sonido 3D o 6D binaural con Hang

La particularidad de estos instrumentos ha hecho que muchos compositores se decidan a implementar el Hang en sus tonos binaurales e incluso grabar el instrumento con tecnolog铆a binaural gracias a los micr贸fonos avanzados de Neumann, principalmente del modelo KU 100 芦dummy head禄 que son los que simulan el o铆do humano con una percepci贸n de 360潞.

Si bien el Hang ya lleva m谩s de una d茅cada en el mercado, han sido estos 煤ltimos a帽os cuando la curiosa vibraci贸n de dicho instrumento ha formado parte de grabaciones 茅tnicas, ambientales, efectos o incluso conciertos para su masterizaci贸n en 3D o 6D, seg煤n algunos autores.

Cabe decir que, se han realizado diversos estudios sobre la ac煤stica del Hang y las conclusiones es que el aparato ofrece un potente control sobre la frecuencia que se desea seg煤n la zona (rango de notas) en la que se toque.聽 Algunos ejemplos para los rangos de notas musicales F3 y F4 respectivamente:

frecuencias Hangfrecuencias vibraciones hang

 

Fuentes de informaci贸n y cr茅ditos de im谩genes:

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_resonance
  • http://www.physics.ox.ac.uk/history.asp?page=Exhibit3
  • http://www.hangblog.org/panart/Booklet_englisch_GzD1.pdf
  • http://www.hangfan.co.uk/the-science-of-the-hang.php (listado de frecuencias que emite el instrumento)
  • http://www.terzoorecchio.com/
  • By Michael Paschko www.hangblog.org – Own work, CC BY-SA 3.0
  • By Ixkeys – Own work, CC BY-SA 3.0