CPI (Curioso pero inútil)

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Ecualizadores de propano

Bueno, estimados lectores, la vida sigue y no podemos dormirnos en los laureles del Desafío CPI. ¡Hay que buscar nuevos laureles para dormir! :)

El otro día me encontré un vídeo de física fantástico. ¿Se acuerdan de nuestro consultorio CPI sobre modos resonantes, el de la placa vibrante y los granos de arroz? Échenle un vistazo si no lo recuerdan. Éste se le parece. Actualización: Debo añadir, como recomiendan un par de avizores comentaristas (#20 y #28) , que lo que van a ver no es realmente un ecualizador, sino que visualmente parece uno. Un ecualizador representa la intensidad de las diferentes frecuencias fundamentales que componen un sonido. Aquí vemos las intensidades espaciales cambiando con el tiempo. Hecha la precisión, y queriendo hacer la rima, acabo la actualización, que ahorita mismo termina :) Fin de la actualización

Lo primero, el vídeo (está en inglés, pero la física es un idioma universal):

Enlace al vídeo en Youtube

Me encanta, sinceramente. Analicemos lo que ha ocurrido.

Rescato una imagen de la entrada anterior, sobre los modos de vibración de una cuerda. Si empezamos a sacudir una cuerda con frecuencia cada vez mayor, al principio el movimiento de la cuerda será caótico. Luego aparecerá el modo fundamental, luego un rato con movimiento caótico, luego aparecerá el primer armónico, luego otro rato de movimiento caótico… Además, cada armónico tiene mayor frecuencia (menor longitud de onda) que el anterior, por lo que las “ondas” son más pequeñas.

Standing_Wave_Animated.gif

El sonido es una onda. Una diferencia con las ondas que se propagan por una cuerda (o con las olas del mar) es que estas últimas son ondas transversales, mientras que el sonido es una onda longitudinal. Las ondas transversales oscilan arriba y abajo mientras se propagan hacia delante. Las ondas longitudinales oscilan adelante y atrás mientras se propagan hacia delante. Tomemos un diapasón, sacudámoslo contra una mesa y veamos qué le pasa al aire que lo circunda:

Observamos que se producen “apelotonamientos” de aire (zonas de sobrepresión) y zonas de rarefacción, donde hay menos aire y por tanto menor presión. Nuestro oído detecta estas variaciones de presión a través del tímpano, que las transforma en impulsos nerviosos y las manda al cerebro.

En un tubo, las ondas de presión van y vienen, rebotando por su interior. Encontré una estupenda animación, un tanto exagerada, pero válida:

Las ondas que vienen se encuentran con las que van y se produce interferencia. Cuando la separación entre las ondas que van (que técnicamente denominamos “longitud de onda”) es cuatro veces la longitud del tubo dividida por un número impar (dejemos las matemáticas aparte), se producen ondas estacionarias, que no varían su posición dentro del tubo. Como el tubo de nuestro vídeo tiene unos agujeritos por los que puede salir el propano, si el agujero cae sobre un máximo estacionario de presión, saldrá más gas por él. Si cae sobre un mínimo, saldrá menos aire. Por eso hay agujeritos que sueltan más llama que otros, formando estupendas figuritas:

Cuanto mayor sea la frecuencia del sonido que metemos el el tubo (cuanto más agudo sea el sonido), la longitud de onda será menor y cabrán más ondas estacionarias dentro del tubo (al igual que pasaba con los dibujos de arroz en el experimento de la resonancia sobre una placa).

Cuando ya no tenemos un tono sostenido sino una canción cuyas notas cambian rápidamente, observamos que las presiones se distribuyen de forma cambiante por el tubo, obteniendo un estupendo “efecto ecualizador”, pero a base de propano en llamas. Qué gran idea. El montaje, por cierto, se suele llamar un “Tubo de Rubens” (Rubens tube).

Actualización: ¡Menea esta noticia!

38 comentarios en “Ecualizadores de propano

  • Vor dice:

    Es alucinante. ¿Nadie más piensa: “Ojalá en mis clases de física en el cole me hubieran enseñado cosas así”?. Dan ganas de hacerme uno para mi cuarto :D. Aunque es más peligroso que práctico, sobre todo si lo pones al lado de las cortinas.
    ¡Ciencia en estado vistoso!

  • EnderWiggin dice:

    Vor me ha chafao el comentario… Ojalá me hubieran enseñado asi!!!

    A mi la fisica en el colegio me la daban en cuentagotas y mal (de hecho no recuerdo que hubiera una asignatura de fisica como tal si no tan solo las “natus”, aunque mi memoria es muy mala). Cuantas vocaciones cientificas se pierden en este pais por culpa de sistemas educativos que no son capaces de apasionar al alumno? De momento, creo que la mia podría ser una… Con lo divertido que es todo esto!!!!!

    P.S.: La entrada genial, como siempre 😀

  • pipistrellum dice:

    Quedaria mas bonito si en vez solo propano tendria un mezcla de propano y aire. Las llama saldria mas azul y produciria menos CO

  • fridwulfa dice:

    Totalmente de acuerdo con Vor. Otro gallo me habría cantado si las clases de ciencias hubieran sido más prácticas. Esto hace que hasta una apasionada de las letras como yo se entusiasme.

    Genial el vídeo y fantástica la explicación, Remo, como siempre.

  • Ratón dice:

    Dejo un enlace a google video con otro “Tubo de Rubens” en acción:
    Fire Speaker

    ¡Que lo disfruteis!

  • meneame.net dice:

    Ecualizadores de propano…

    En este post explican en forma detallada el efecto musical y visual logrado en este curiosos video http://www.youtube.com/watch?v=HpovwbPGEoo

  • Diego G. dice:

    18:45 y Remo sigue líder en Google Vídeo…

    Por cierto, cuarta entrada consecutiva que entra a la Esencia. Presionante. Nigualable. Pectacular.

  • dexther dice:

    Duda tonta o que no he entendido: ¿Cómo “meter” el sonido por el tubo?

  • marbram dice:

    Esta muy curiosa la astroimagen del dia.

    Pensando en otras cosas que funcionen con aire, si en vez de gas, usas aire y en los orificios pones chiflos, puedes tener un acompañamiento musical, no? 😉

  • necropimp dice:

    john lennon sabia de fisica? O_o

  • Carlos dice:

    Excelente entrada, como siempre…

  • Adama dice:

    ey! Me han entrado ganas de agujerear la tubería del gas ciudad de mi casa. 😛
    ¡Voy a por el taladro y el mechero! 😈

    Ahora en serio, como siempre genial Remo. 😉

  • EnderWiggin dice:

    Dexther

    De la misma manera que para oir algo tu oreja no tiene q estar en contacto fisico con la fuente de sonido, supongo (supongo) que no hará falta “meter” el sonido en el tubo y el aire se encargará de llevarlo hasta él.

    Y ahora por favor, que venga alguien que sepa de verdad a corregir la tonteria que seguramente he dicho 😛

    Por cierto: ¿tubo de rubens – propano + aire + boquilla + un par de manos tapando agujeros = flauta?

  • Ocularis dice:

    Genial como siempre, Remo.
    Sólo un apunte (técnicamente una chorrada): El tímpano no convierte directamente las ondas de sonido en impulsos nerviosos; transmite el sonido del aire a una cadena de huesecillos, y estos a su vez lo transmiten al fluido del oído interno. O sea, el sonido hace el recorrido gas-sólido-líquido. Este movimiento “resonará” en una parte específica del “caracol” en función del grosor de la sección (que por cierto, la variación del grosor no es lineal sino logarítmica, seguro que hay una explicación física de eso, que evidentemente desconozco). Y los receptores sí crearán el estímulo nervioso.

  • Remo dice:

    Ender: digo yo que sí, aunque el grosor es un poco exagerado para que suene nada.

    Ocularis, tienes razón, simplifiqué demasiado (me faltan el yunque, el martillo, el estribo y el resto de la ferretería :)). La espiral del caracol es una espiral logarítmica como la de las conchas de muchos caracoles, terrestres y marinos. Es una de las formas favoritas de la Naturaleza…

  • Ocularis dice:

    Me encantaría saber más acerca de la espiral logarítmica del caracol y su relación con la música, ya que nuestra percepción de los tonos (y la escala temperada occidental así está configurada) también es logarítmica. ¿Habrá relación?

  • Martincho dice:

    Ante todo, buenos días tengan los cpier@s. Hace poco que encontré esta página y en seguida se alojó en los favoritos. Caramba que hay cosas que aprender!
    Coincido con Vor, acerca del poco entusiasmo con que se recibe cierta información y luego de un tiempo zas! resulta que era algo interesante…. en fin, mis saludos desde Argentina, y a perforar tubos se ha dicho!!!!

  • Elena dice:

    En fin… es increible jaja creo que has dado en el clavo al escribir sobre esto. El jueves tengo un examen justo de ondas estacionarias y movimiento armonico simple y el dibujito de la cuerda me viene al pelo. Si en selectividad me sale algo de esto, prometo acordarme de vosotros 😀

  • Muert'O'Matic dice:

    Hola a todos:
    [Comentario QPI: quisquilloso pero inútil :) ]
    Diría que no estamos viendo un efecto de ecualizador sino de osciloscopio, pues se trata de la representación temporal de la onda y no en frecuencia.

  • Gonza, argento dice:

    una correccion. El timpano no transforma las ondas de presion en impulsos nerviosos. El timpano vibra y empuja la cadena de hucesillos del oido. Estos hacen vibrar a la coclea (una especie de conducto lleno de liquido)y la presion generada en el liquido es trasmitida hacia otra membrana (ventana redonda) que vuelve a vibrar excitando a las celulas encargadas de producir los impulsos nerviosos. Saludos, muy buena la página

  • Teo dice:

    Hola amigos CPIstas.

    Hace unos días vi este vídeo y otros similares que me gustaron mucho y anduve por casa con probetas y altavoces intentando crear una onda estacionaria, haciéndola visible por medio de humo. No me funcionó :(, sin embargo se me ocurrió otra que quizás sirva.

    En el vídeo se usa un tubo de cilíndrico, por lo que el área de cualquiera de sus secciones transversales es la misma. Si en su lugar ponemos una especie de tronco de pirámide alargado (o quizás con forma logarítmica) tendremos que, para una frecuencia determinada sólo se producirán estacionarias en un lugar concreto de su longitud.

    ¿No podríamos construir de esta manera un “analizador de espectro llameante”, en el que la longitud de las llamas en cada lugar delatara la cantidad de energía de cada frecuencia?. Tendría un aspecto de lo mas “llamativo”, ¿no os parece?.

  • […] Este año encontramos en la exhibición de Rafael Garcia Molina las llamas saltarinas de las que pueden ver un vídeo y una explicación. […]

  • jesus dice:

    Es bastante impresionante este montaje; de hecho, estoy montando uno. Sin embargo, tengo la duda de cómo hacen para que no pase el gas y penetre bien el sonido, qué tipo de sellado en resumen lleva el tubo para ello. Si alguien me lo puede aclarar le estaré agradecido.
    Mi correo es castellano arroba hotmail
    saludos

  • Remo dice:

    ¡Ojo! Castellano, cuidado con los experimentos caseros, y más si hay propano. CPI muestra pero no incita…

  • […] Ah, y Brainiac también responderá a preguntas decisivas para el futuro de la humanidad… ¿Quién flota más: un gordo o un flaco? ¿Se puede abrir una caja fuerte, dejándola caer desde 25 metros? ¿Qué son los leds throwies? [Para esta pregunta en CPI hacemos una suposición] ¿Hasta dónde puede propulsarte un extintor? ¿Es posible construir un hovercraft con tus propias manos? ¿Sabes qué es la dieta Brainiac? ¿Tienes fuego y un tubo? [Y aquí CPI hace otra suposición]. […]

  • Gambolpuddy dice:

    jajajajaj! cielo santo, como mola!!!!!

  • miguelon dice:

    Hey!!! De ecualizador nada!!! Por dios, un poquito de cuidado!!! Lo que veis en el tubo de rubens es la señal en tiempo, no en frecuencia!!! Cuidado con lo que decís, que el señor Fourier se estará retorciendo en su tumba.

    Toda esa barra lo que nos está mostrando son los valles y nodos de la onda, pero no sus componentes espectrales. Para pasar a la frecuencia, hay que hacer la transformada de fourier de la señal en tiempo.

    Deberíais corregir eso, simplemente cambiarle el nombre, pq, en serio, es una gambada grande.

  • Remo dice:

    Miguelon: Completamente de acuerdo. Sin embargo, no he dicho que sea un ecualizador, sino que gracias a los vaivenes del propano en llamas se consigue un “efecto ecualizador”. O sea, que sí, que tienes toda la razón al distinguir entre un tubo de Rubens y un ecualizador, pero no creo que sea tan inmensa la metedura de pata porque no sostengo que estemos ante un ecualizador. Añado la frase al principio, por si acaso. Gracias mil.

    Por cierto, ya Muert’O’Matic, en el comentario 20, hacía esta precisión, que se me había pasado por alto. Gracias también a ti, M’O’M :)

  • miguelon dice:

    Cierto!!! No lo dije con ánimo de criticar, todo lo contrario. Es que en la carrera me dan mucha brasa con este tema, y veo algo y salto, me machacan para que salte, pero no fue por criticar, ni mucho menos (de hecho, yo al ppio, también pensé que estaba en el dominio de la frecuencia, que era un ecualizador, pero no se lo digais a los profes, que me cargan!!! 😉 ). De todas formas, yo no lo vería como un efecto ecualizador… Se vería mejor como el diagrama de onda estacionaria… Es que al decir ecualizador, lleva implícito que estás en el dominio de la frecuencia, y en el tubo de Rubens es todo lo contrario, es el dominio del tiempo. No sé, yo dejaría claro que lo que se ve no es un ecualizador, se parece, pero no tiene nada que ver, es como ver una cuerda de guitarra cuando vibra, no sé si me explico: cuando tocas una cuerda de guitarra, también aparecen valles y vientres, lo que pasa es que al vibrar no los vemos. Yo lo asemejaría a lo que pasa cuando tocas una cuerda de guitarra, es lo mismo. Los valles y los vientres se ven en la cuerda, lo que pasa es que con el tubo de Rubens se ve como más espectacular, pero es lo mismo.
    En serio, dejaría claro que una cosa es el tubo de rubens, y la señal en tiempo, y otra cosa un ecualizador, y la señal en frecuencia.
    Saludos!!

  • […] Acá un capo en física se dió la lata de explicar el “casi famoso” Rubens Tube Posteado por MAD | (Sin votos)  Loading … […]

  • […] Más información respecto al tema la puedes encontrar en la entrada Ecualizadores de Propano – CPI. […]

  • […] En este vídeo, Alyce Santoro incendia la música con su flauta y el llamado tubo de Rubens. Si queréis saber más acerca del principio físico gracias al cual funciona el tubo de Rubens, mirar aquí […]

  • jorge dice:

    Yo he intentado hacer el experimento pero no se como meter el sonido en el tubo sin que se salga el gas. alguien me puede explicar como lo hacen. gracias

  • luis dice:

    qe bonito proyecto

  • Gastón dice:

    ola¡¡¡¡¡¡¡ bueno soy un estudiante que quiere realizar este experimento¡¡¡¡¡¡¡¡ como lo hago para cpnseguirme los planos o una guía de como hacerlo?. El experimento es muy bueno y a mi y a mi profesor nos atrajo mucho y nos justaria hacerlo para tenerlo es nuestro laboratorio¡¡¡¡ por favor ayudenos en lo ke mas puedan¡¡¡¡¡

    Gastón T.
    Sta. Cruz, Chile

  • Felipe dice:

    Gastón, enviame un mail a feloramirezm@gmail.com y te puedo explicar de manera detallada como pueden realizar este experimento.

    Suerte y exito.

    Felipe E. Ramirez
    Universidad Tecnica Federico Santa Maria

  • Eva dice:

    HOLA PUES YO LO VOY A HACER Y ME TOCA EXPLICAR ESO DE LA PRESION PERO YA ME DIO UN POCO DE MIEDO :s

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