jueves, 10 de marzo de 2011

El zumbido del fluorescente

En mi despacho de la universidad las iluminación está compuesta por tubos fluorescentes. Hace unos meses se estropeó uno y lo cambiaron, con tan mala fortuna que zumba un poco. Cuando estás hablando con alguine apenas se nota, pero en silencio resulta muy molesto. Sentado en la silla, si me muevo hacia la izquierda o hacia la derecha el zumbido aumenta o disminuye hasta casi anularse. ¿Es eso posible o es una ilusión de algún tipo? No tengo una foto buena del lugar de los hechos, pero he tomado medidas, y vienen a ser las que se muestran en la figura adjunta. El tubo fluorescente está a metro y medio sobre mi cabeza, a la derecha hay una pared a un metro, y la máxima diferencia de sonido (desde máximo a mínimo) se produce cuando me desplazo horizontalmente unos 30 cm. Esto último es lo que se pretende representar  en el esquema con dos orejas.

Supongamos que el sonido llega a mi oreja por dos caminos, por un lado la línea recta, y por otro rebotando en la pared de la derecha. Entonces las dos ondas "interfieren", en el punto en que se encuentren un máximo y un mínimo se cancelarán, mientras que donde se encuentren dos máximos el sonido será de doble intensidad. Justo el tema de la interferencia de ondas lo citábamos en la entrada anterior (especialmente para ejemplificar que no es lo mismo entender que calcular).

Me he entretenido en hacer el ejercicio de trigonometría que supone calcular los recorridos de las ondas sonoras. La diferencia entre el camino vertical y el rebotado en la pared son 210 cm, mientras que en el caso de la orja desplazada 30 cm, la diferencia entre el camino directo y el reflejado es de 36,2 cm.

Para terminar de comprobar el asunto nos falta un dato, la frecuencia del zumbido. La corriente eléctrica que alimenta el fluorescente, como toda la red de alimentación europea, es corriente alterna a 50Hz. El sonido probablemente se debe a que la corriente imanta alguna pieza que se desplaza respecto de otra justo a la misma frecuencia, 50 Hz. Es también razonable, porque es un zumbido audible (el oído humano percibe de 20 a 20.000 Hz) bastante grave. Casi todos los aparatos eléctricos que zumban lo hacen a 50 Hz.

Si el sonido se mueve a 340 m/s en un ciclo de red (de esos que hay 50 en cada segundo, que es lo que significa lo de 50 Hz) recorrerá 340/50 = 6,8 m. Así que una onda completa, una longitud de onda son 6,8 m. Entre el máximo y el paso por cero hay un cuarto de longitud de onda, 170 cm por tanto.

No se si mi intento de explicar la cosa ahorrando dibujos y fórmulas habrá sido aún más lioso, pero el resultado final es que resulta coherente, que un desplazamiento de la oreja de 30 cm es compatible con una variación de 1/4 de longitud de onda, una diferencia claramente audible. 

Aunque lo de la interferencia de ondas a priori no parece fácil encontrarlo en la vida cotidiana, resulta que lo encontramos en los zumbidos de los aparatos eléctricos cuando los oímos en determinadas condiciones (no tan raras).
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