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Cómo los Laboratorios Bell lograron “fotografiar el sonido”

En 1954 y con el fin de estudiar la propagación del sonido y los fenómenos ondulatorios, los Laboratorios Bell, institución prácticamente legendaria ya que ha sido responsable en gran parte por haber inventado infinidad de las tecnologías que hoy damos por hechas en el siglo XXI, dispuso de un grupo de cinco científicos e ingenieros bajo la dirección de Winston Kock (quien años más tarde se convertiría en una de las figuras más importantes en la historia de la NASA) con la tarea de lograr capturar visualmente de las ondas sonoras y su propagación. Éstos investigadores eran parte del Laboratorio Volta, subdivisión de la Bell Labs especializada en el estudio del sonido.

Tras varias pruebas y prototipos los investigadores desarrollaron un dispositivo que lograba la tarea que se les había sido encomendada a la perfección, más importante aun, el mismo era elegante: originalmente denominado como la lente acústica (no confundirse con las lentes acústicas utilizadas para enfocar el sonido en ciertos tipos de parlantes, éstas también fueron inventadas por los Laboratorios Bell), y posteriormente renombrado como el refractor de ondas sonoras. Éste aparato consistía de de dos partes, un parlante tipo bocina para producir el sonido, y el sistema de captura y conversión de las ondas sonoras en luces de distinta intensidad. Éste último a su vez se subdividía en una varilla de aluminio que vibraba al ser expuesta a las ondas sonoras y un micrófono que capturaba el sonido en si, las señales captadas por ambos sensores eran entonces codificadas en distintas tensiones de voltaje y a través de otro circuito se alimentaba a una lámpara de neón utilizando esas tensiones.

Dicha lámpara fue especialmente diseñada para este propósito por los ingenieros de Bell, y era la parte más compleja del dispositivo, ya que podía variar en su intensidad, apagar y prenderse y variar los ángulos de refracción varias veces por segundo, siendo además capaz de producir distintas intensidades de brillo en distintas áreas de su superficie en simultáneo. El efecto generado por la misma puede verse claramente en la imagen cabezal.

La importancia de esta investigación es que permitió visualizar ondas sonoras propagándose en el espacio, todos los intentos anteriores, como el realizado de manera pionera por Joseph Norman Lockyer 1878, lo hacían en el plano.

El hombre que sobrevivió a una desacelaración de 214g y el hombre que lo hizo posible

Kenny BräckKenny Bräck es un piloto sueco que antes de retirarse participaba en distintos circuitos de Indy, CART e Indianapolis. Fue en uno de estos torneos en los cuales sufrió el peo accidente de su carrera, el cual no sólo es el peor en su historia pero además considerado como el peor accidente en la historia del automovilismo. Este fue en el año 2003, en la Texas Motor Speedway, su vehículo trabo sus ruedas con el conducido por Tomas Scheckter y en cuestión de milissegundos ambos autos quedaron destruidos. El de Scheckter sufrió el menor daño, ya que continuo contra el borde de la pista, p3ro el de Bräck comenzó a girar como un trompo, desintegrándose en el proceso.

Galileo ProbeDurante ese trompo descontrolado, Bräck sufrió múltiples desaceleraciones, incluído un pico de 214g (1g es igual a la aceleración de la gravedad, 9,8m/s²), algo terrible. Para darnos una idea, la Galileo Probe, la mini sonda experimental que se desprendió de la nave sonda Galileo en 1995 y entró a la atmósfera de Júpiter a unos 47 kilómetros por segundo, al impactar contra la atmósfera sufrió una desaceleración de 230g, y la fricción fue tal que su escudo termal de 152 kilogramos perdió 80 kilogramos durante el ingreso. La sonda luego desplegó su paracaídas y durante 58 minutos transmitió a su nave madre las lecturas del interior de Júpiter, un verdadero infierno.

Ilustración de la Galileo Probe

El hombre que lo hizo posible
John StrappBräck no tendría que haber sobrevivido a semejante colisión, pero lo hizo, con fracturas múltiples y 18 meses de terapía, pero lo hizo, y lo hizo gracias a otro hombre: el coronel John Stapp, un médico, cirujano de vuelo y biofísico de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos quien dedicó su vida al estudio de la desaceleración en los pilotos. Strapp también trabajaría, tras retirarse de la fuerza aérea en la NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration), estudiando los efectos de las colisiones y la desaceleración en los conductores.

Strapp es un héroe silencioso, ya que a pesar de no ser conocido es quizás responsable de haber salvado cientos de miles de vida, y eso no es una exageración. A finales de los años 40, y con el fin de no arriesgar la vida de sus pilotos, se ofreció como voluntario para llenar su cuerpo de sensores y someterse a violentas desaceleraciones, estudiando además las reacciones mecánicas del cuerpo. La información recogida de éstas pruebas sería fundamental para la creación de los crash test dummies, los maniquíes de pruebas de choque.

En 1954 realizaría su más peligrosa prueba, tras la misma quedaría temporalmente ciego. Esta prueba, para la cual se debió atar a un trineo impulsado a cohete, sirvió para re-diseñar los arneses de seguridad y los asientos del piloto para proteger el cuello y evitar un paro cardíaco al sufrir presión extrema en el pecho por parte del cinturón de seguridad sujetando al piloto. Parte de estos hallazgos brindarían información para la creasion de los HANS Devices (Head And Neck Support Device), o en español: Soporte para cabeza y cuello, que salvan incontables vidas en pilotos de carrera y de aviones.

Los datos recolectados sirvieron para la creación de los maniquíes de pruebas modernos, tanto los efectos físicos sufridos por la victima así como varios rediseños y nuevos conceptos de seguridad que no eran considerados hasta ese momento.

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– Su historia nos recuerda a Joseph Kittinger, otro arriesgado hombre que recolectó datos imprescindibles para la ciencia.

– Para más información sobre Strapp ver: La bala humana