Por el interior de la ciencia de la acústica en compañía de Felipe Orduña

Una mañana de abril llegamos hasta un cuarto aislado con paredes cubiertas de hule espuma que absorben las ondas acústicas e impiden su reflexión. Es difícil reconocer que estamos en un laboratorio. Adentro, el silencio es impresionante, lo que permite medir la intensidad de diversas fuentes de sonido como la voz humana o un instrumento musical en diferentes direcciones y frecuencias, así como detectar las características de receptores como los micrófonos. Estamos en el interior de una cámara anecoica.

La cámara más silenciosa del mundo es propiedad de la empresa Microsoft. Al compararla con la que se encuentra en el Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, “la sensación perceptual es prácticamente la misma, en ambas el umbral auditivo humano queda por arriba; es decir, el nivel mínimo que escucha el humano es varios decibeles superior al nivel de sonido extremadamente bajo (silencioso) que hay ahí”, comparte el responsable del lugar, el doctor Felipe Orduña.

Para algunas personas, entrar en el cuarto provoca inquietud. Si estamos acostumbrados al ruido ambiental, imagina enfrentarte al completo silencio.

En el Laboratorio de Acústica y Vibraciones del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT) también podemos visitar una cámara de transmisión, un cuarto dividido en dos espacios por medio de una pared. En el primero, hay una fuente, y del otro lado, un receptor. Este sitio permite medir el nivel de sonido de la fuente y saber cuántos sonidos se transmiten a través del material del que esté hecho la pared para conocer su aislamiento sonoro. Así, a la hora de planear una construcción y ver la disposición de puertas y ventanas y los materiales que utilizarás, puedes saber qué pasará con el sonido.

También hay un tubo de transmisión a escala. Se pone una muestra de material en medio, en un portamuestras y funciona bajo el mismo principio que la cámara, sin embargo, en el tubo, el sonido llega de forma perpendicular mientras que en la cámara, el sonido llega en dirección de propagación de incidencia aleatoria, desde distintos ángulos. 

Además hay dos cámaras reverberantes, una grande y otra más pequeña, donde se determinan las propiedades acústicas de diversos materiales. La industria automotriz es cliente de estos servicios para determinar caracterizaciones de los materiales en términos de absorción del sonido.

Entusiasta de la acústica

El Laboratorio de Acústica y Vibraciones se terminó de acondicionar en 1994 aunque la construcción inició en 1985. Nuestro guía es el doctor Felipe Orduña Bustamante, quien desde la realización de su servicio social y tesis en la carrera de física se involucró en el entonces Centro de Instrumentos, hoy ICAT, con el grupo académico de acústica.

Después estudió el Posgrado en la Universidad de Southampton. Realizó un proyecto en el que contribuyó con la parte de procesamiento de señales de audio y derivó en la invención de dos de sus patentes relacionadas con el procesamiento multicanal de audio para lograr sonido espacial.

El doctor se especializa en tecnología musical, en particular ha trabajado en el desarrollo de softwares con aplicaciones en algún aspecto de música. Algunos de sus proyectos tienen que ver con el uso de herramientas de minería de datos para explorar grandes corpus de músicas y extraer tendencias de fragmentos melódicos o de texto.

Junto con la doctora Eunice Padilla trabajó en un software de entrenamiento auditivo para la afinación de clavecines que ayuda a los estudiantes a adquirir una habilidad de escucha muy precisa. Los clavecines requieren de un gran esfuerzo de afinación como los otros instrumentos de tecla. Además, al contar con un cuerpo de madera, se desafinan rápidamente.

Felipe tiene una faceta como músico, nos cuenta. “Cuando hago música tengo una perspectiva un poco más completa, por ejemplo de la influencia del recinto, la interacción del intérprete con el instrumento; la manera en que se combinan los instrumentos”.

Participa en una orquesta de cuerdas que tocan música barroca, en la que el académico ejecuta el acompañamiento armónico, que normalmente se hace con un instrumento de teclado. También toca la flauta transversa barroca, de pico, la guitarra y otros instrumentos.

De la misma forma, en su trabajo piensa en la música. Ha estudiado el funcionamiento físico de los instrumentos. Uno de sus primeros artículos tiene que ver con el diseño de barras de marimba, que requieren una cuenca que se escarba para que mínimo las tres primeras frecuencias de vibración de la barra se ajusten a una serie armónica.

¿Recuerdas nuestro paso por la cámara de transmisión, el cuarto dividido? Actualmente, Orduña trabaja en el desarrollo de una ventana cuyo prototipo está montado ahí. Es un modelo que tiene cavidades por donde pasa libremente el aire y a la vez un material que amortigua el sonido. El objetivo es lograr mayor circulación que una ventana cerrada, pero impedir la invasión de los sonidos exteriores.

La investigación toma como inspiración escenarios reales. En los salones de la Unidad de Posgrado, se sufre de un acaloramiento extremo o una perturbación constante de los ruidos de la avenida colindante. Dependencias del gobierno o universitarias frecuentemente necesitan mediciones del ruido y las vibraciones y propuestas de acondicionamiento acústico que puede proveer el laboratorio.

En México, lamentablemente hay pocas oportunidades de estudiar temas de acústica, que se incrementan conforme se especializan los estudios, comparte el doctor. Puedes llegar ahí desde diferentes áreas, como la física, la ingeniería  electrónica o mecánica. Después puedes incursionar en la docencia, en la producción musical, las industrias tecnológicas, en la arquitectura, entre otras áreas.

El mundo de la acústica es extenso y más cercano de lo que pensamos. Está en el aparato que reproduce música diariamente, en  los materiales que usamos en nuestra casa o en la manufactura de coches. Incluso en el sueño de volverte un artista, un científico, o ambos.