VISUALIZACION DE LA DINAMICA DEL AIRE EN EL MECANISMO SONORO DE LOS GENERADORES DE RUIDO MEXICANOS

Roberto Velázquez Cabrera
Instituto Virtual de Investigación Tlapitzcalzin.

Documento consultivo en afinación.
Primera versión, 15 de septiembre de 2007.


Introducción

El objeto de este documento de hipertexto es mostrar fotos con comentarios breves del resultado de un experimento de visualización de dinámica de fluidos realizado para dar a conocer algo más sobre el funcionamiento del mecanismo sonoro de los extraordinarios generadores de ruido del México Antiguo, mismos que ya se han publicado en Internet y en eventos académicos internacionales (1, 2 y 3). Se conocen varios tipos de generadores de ruido antiguos que fueron hechos con el mismo mecanismo sonoro interior en materiales de hueso, piedra, cerámica y metal. Han sido rescatados de varias zonas como las del Golfo, del Occidente y de la Cuenca de Mexico, asi como de otras zonas habitadas por los pueblos mixteco, popoloca, otomí y maya. Se estima que fueron construidos y usados desde hace treinta siglos hasta la invasión, cuando fueron eliminados de las tradiciones mexicanas, con excepción de uno hecho de corcholatas de refrescos y cervezas que aun se utilizaba en comunidades rurales hasta mediados del siglo pasado.

La dinámica del aire y las ondas en el mecanismo sonoro de los generadores e ruido ya se había explicado en general con el caso bucal olmeca construido de ilmenita (4), y su sistema se ha construido con efectividad en cientos de modelos experimentales. Sin embargo, su comportamiento exacto es muy complejo y no se conocía en detalle la turbulencia explosiva que genera los sonidos caracteristicos, cuya dinámica no se ha podido simular con modelos matemáticos en computadoras de alta velocidad. Varios investigadores han publicado propuestas de funcionamiento de este tipo de mecanismo sonoro, pero no se han encontrado en la literatura comprobaciones experimentales de ellas.

Se hicieron videos de varios experimentos para analizar hipótesis funcionales-morfológicas en tiempo real con un cuastecomate y la cámara de caos abierta, y con modelos transparentes para ver la dinámica resultante. Ahora, no se pueden mostrar esos videos, porque sus archivos ocupan mucha memoria, pero se pueden incluir las principales fotos de un experimento hecho con un modelo elemental con la cámara de caos-resonadora cubierta con una tapa de plástico y una cámara de Helmholts (molde de gelatina) transparente, para que se pueda observar la dinámica del aire en su interior. Para poder visualizar la dinámica del aire en el interior del mecanismo sonoro, el chorro de aire de excitación se inyecta mezclado con polvo de talco por un tubo conectado en la parte inferior del modelo.


Bomba de fuelle y un modelo elemental del mecanismo sonoro.


Fotos del video de una cámara digital de 30 tomas por segundo, con comentarios breves:


T = 0.00 seg. Inicialmente, el aire con polvo de talco se inyecta por abajo del modelo experimental con presión de la bomba de fuelle de pie. La luz roja es el reflejo del foco de la cámara que se disparó e inicia las tomas.


T = 1/30 seg. El chorro de aire se empieza a introducir por el hoyo circular inferior y pasa por el hoyo circular de enfrente de la cámara de caos-resonador hasta el interior del molde de gelatina que actua como un resonador de Helmholtz.


T = 2/30 seg. El interior del molde de gelatina se empieza a presurizar con el chorro de aire que ya no entra con facilidad, la cámara presurizada del molde actúa como un fuelle de aire en contra que choca con el aire de entrada y en las esquinas circulares de los dos hoyos situados frente a frente ocurren difracciones y refracciones comlejas que inician la turbulencia en el interior de la cámara de caos-resonador. Como resultado de la turbulencia generada, se empiezan a producir las ondas caóticas de presión en el aire y el ruido de salida.


T = 3/30 seg. = 1/10 seg. Al aumentar la presión en el interior del molde de gelatina, cuando se incrementa el aire de entrada la presion del aire econtra, se produce la explosión turbulenta en la cámara de caos-resonador, lo que genera las ondas caóticas de presión hacia afuera y el ruido de mayor intensidad.



T = 4/30 seg. Con el chorro de aire de entrada y la presión en el interior del molde de gelatina aumentando, la turbulencia se extiende en la cámara de caos-resonador y el nivel del ruido generado se incrementa...


T = 5/30 seg. La turbulencia se extiende más hacia afuera y el ruido nivel del ruido se sigue incrementando en el exterior...


T = 6/30 seg. La tubulencia y el ruido se mantienen, mientras se siga introduciendo el chorro de aire de entrada.

Comentarios generales

Como el modelo experimental utilizado en el experimento se hizo en una dimensión más de diez veces mayor que el mecanismo sonoro de un generador de ruido antiguo, para hacer más visible la dinámica del aire con el polvo de talco, la explosión turbulenta en un sonador antiguo se debe iniciar en menos de 1/100 segundo. Al incrementar la dimensión del modelo se altera la dinámica del aire, pero se compensa por el uso del polvo de talco.

Los videos realizados con modelos que tienen la cámara de caos-resonador abierta hacia los lados, como el generador de ruido bucal de corcholata, se muestra que la explosión turbulenta se genera hacia los 180 grados de los lados abiertos.

Si se usa una cámara de mayor velocidad o se repite el experimento n veces con un dispositivo electrónico que retarde el disparo de la cámara, se pueden obtener fotos o videos animados con mayor claridad, pero no se han encontrado laboratorios especializados en visualización de dinámica de fluidos bien equipados y disponibles para poder realizar esos experimentos.

Referencias

1. Velázquez Cabrera, Roberto. Mexican Noise Generators. Conferencia para la Primera Sesión Sobre Acústica de Instrumentos Sonoros Antiguos. Cancún, México. Diciembre 2002 de la 1ra Reunión Pan-Americana/Ibérica de Acústica, Cancún, 2-6 diciembre 2002.
2. Velázquez Cabrera, Roberto. Ancient Noise Generators. 4th Symposium of the International Study Group on Music Archaeology at Monastery Michaelstein, 19-26 September 2004. En Hickmann, E, Both A. y Eichman R. Studien zur Musikarchäologie V, Orient-Archäologie 20. Rahden/Westf. PP 255-272.
3. Velázquez Cabrera, Roberto. . Revista electrónica de la Universidad de Guadalajara. Una copia abierta se puede consultar en un servidor de la Universidad Autónoma del Estado de México.
4. Velázquez Cabrera, Roberto. ¿Un Aerófono Mágico del Inframundo Olmeca?