Las torretas tienen una función muy particular: comunicar mediante señales que existe un peligro, emergencia o alerta a la cual debemos de estar atentos.
Las principales características de una torreta son sus luces y sonidos, pero ¿alguna vez has escuchado al tren o una sirena de ambulancia o policía que se acercan o alejan de tu posición y eso te hace estar más alerta? ¿Has notado la diferencia en los tonos del sonido?
En este artículo de torretas en México conoceremos cuál es la ciencia detrás del sonido de las torretas y el efecto doppler.
Entenderemos cómo una señal tan cotidiana de nuestra vida nos alarma según su sonido grave o agudo al estar a cierta distancia de la fuente.
Efecto Doppler
Christian Andreas Doppler fue un físico y matemático que propuso en 1842 un tratado sobre el color de la luz en las estrellas y otros astros.
Tres años después, Christoph Hendrik investigó esta hipótesis y concluyó que el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja.
A este efecto se le llama doppler. El efecto doppler, teóricamente, es aquel cambio de frecuencia aparente que ocurre de una onda que se produce por el movimiento relativo de la fuente con respecto a quien observa.
Por ejemplo, el sonido que emiten los vehículos se puede apreciar con más detalle cuando las ondas se acercan a uno. Ahí notamos que es mucho más agudo, a diferencia de cuando se aleja y es más grave.
Propagación de ondas
Estos fenómenos ondulatorios los podemos encontrar fácilmente en las torretas que usan los vehículos de seguridad o emergencia. La torreta crea ondas de sonido que se van expandiendo con el movimiento.
Pensemos en un lago en el que lanzamos una piedra. Se van a crear ondas circulares que se expanden hasta la orilla.
Si, en cambio, aventamos un palo o un corcho, cualquiera se quedaría flotando, y su movimiento sería de arriba hacia abajo, sin embargo, estos objetos no se desplazarían con las ondas.
Ahí podemos notar que existe un transporte de energía (ondas) pero no de materia (palo o corcho).
Ahora imaginemos cómo una torreta sería el transporte de ondas. El vehículo desplazaría las ondas del sonido, es decir, lo va expandiendo a diferentes lugares, alertando a las personas.
Cambio de sonido
El sonido viaja en ondas a la velocidad de 331,5 m/s a través del aire. Pero ¿qué pasa cuando el sonido viaja a través de un vehículo móvil? Aquí es en donde existen variaciones del sonido.
Las vibraciones, dependiendo de su dirección, generan ondas longitudinales (sonido) y ondas transversales (luz). Al conocer la frecuencia de una vibración, podemos reconocer si un sonido es agudo o grave, y esto estará en relación con el observador de la frecuencia.
Si un sonido es agudo, la frecuencia es alta, es decir, se producen muchas vibraciones en poco tiempo. Si el sonido es grave, la frecuencia es baja, esto es, que se producen pocas vibraciones.
Ahora toca revisar cómo los sonidos y las ondas variarán su frecuencia dependiendo de si un observador se acerca o se aleja de la fuente que genera estos sonidos y ondas. Asimismo, cómo varía la fuente si se acerca o aleja del observador.
Observador acercándose a una fuente
Pensemos que por nuestra casa alguien tuvo un problema respiratorio, entonces una ambulancia acude al llamado y llega al lugar solicitado. Nosotros por interés y duda, nos acercamos al lugar a ver qué está sucediendo.
Conforme llegamos al lugar, escucharemos con mayor frecuencia la torreta de la ambulancia, el sonido de la sirena, y notaremos que su sonido es más agudo.
Esto es debido a que nosotros como observadores captamos más frecuencias de sonido, más ondas y vibraciones. Como resultado, nuestro cerebro estará más alerta y preocupado por la situación.
Observador alejándose de una fuente
Al haberse solucionado este problema y saber qué sucedió, volveremos a nuestras casas. Conforme nos alejamos del lugar, las vibraciones, las ondas y el sonido será menor, más bajo, así que el sonido será más agudo.
Por lo tanto, nuestro cerebro estará menos alerta y preocupado, pues captaremos menos frecuencias.
Fuente acercándose al observador
Supongamos que un coche de policía va a 50 km/h y se dirige al centro de la ciudad para acudir al llamado de una emergencia. Nosotros también nos encontramos en el centro, muy cerca de la emergencia.
Conforme vamos percibiendo que se acerca la frecuencia de sonido de la torreta policial, notaremos que es mayor que la que realmente está emitiendo la fuente (la torreta).
Nosotros percibiremos un sonido más agudo, pues la longitud de la onda se mueve a la velocidad del coche policial, es como si esa velocidad empujara las vibraciones y las ondas con mayor fuerza, por ello las percibiremos más agudas.
Fuente alejándose del observador
Una vez que se resolvió la emergencia, el coche policial tiene que ir a resolver otra al sur de la ciudad, por lo que emprende su camino encendiendo la torreta.
Nosotros vemos cómo se va alejando el vehículo policial, al igual que su sonido. Las ondas que son empujadas por la velocidad irán hacia adelante y serán más agudas.
En cambio, las que quedan detrás sin velocidad, serán menos fuertes y frecuentes, por lo que serán más graves.
Como podemos observar, el efecto doppler es el principio básico de una torreta. La frecuencia de un sonido, sus vibraciones y ondas afectan en cómo percibimos una alerta.
Mientras más aguda sea la alerta, está más cerca y hay mayores vibraciones, en cambio si está más lejos, son menos vibraciones. Y conforme la torreta de un vehículo de emergencia o seguridad propaga esas ondas de sonido, nos alertarán más o menos.
Asimismo, esas variaciones pueden tener un empujón por la velocidad en que viaja la torreta del vehículo, lo cual hará que se sienta más fuerte, más aguda, si ese sonido se acerca a nosotros.
Así pues, el efecto doppler explica científicamente cómo los mensajes de emergencia de las torretas nos llegarán con mayor o menor alerta o preocupación para reaccionar ante ellas.
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