Los científicos han resuelto el enigma detrás de uno de los más reconocibles, y molesto, sonidos domésticos:el grifo que gotea. Y fundamentalmente, también han identificado una solución sencilla para detenerlo, que la mayoría de nosotros ya tenemos en nuestras cocinas.

Usando cámaras de ultra alta velocidad y técnicas modernas de captura de audio, los investigadores, de la Universidad de Cambridge, encontré que el 'plink, El sonido plink 'producido por una gota de agua que golpea una superficie líquida no es causado por la gota en sí, sino por la oscilación de una pequeña burbuja de aire atrapada debajo de la superficie del agua. La burbuja fuerza a la superficie del agua a vibrar, actuando como un pistón para impulsar el sonido en el aire.

Además, los investigadores encontraron que al cambiar la tensión superficial de la superficie, por ejemplo, agregando jabón para platos, puede detener el sonido. Los resultados se publican en la revista Informes científicos .

A pesar del hecho de que los humanos se han mantenido despiertos por el sonido del agua que gotea de un grifo o techo con goteras durante generaciones, la fuente exacta del sonido no se ha conocido hasta ahora.

"Se ha trabajado mucho en la mecánica física de un grifo que gotea, pero no se ha hecho mucho sobre el sonido, "dijo el Dr. Anurag Agarwal del Departamento de Ingeniería de Cambridge, quien dirigió la investigación. "Pero gracias a la tecnología moderna de audio y video, finalmente podemos averiguar exactamente de dónde proviene el sonido, lo que puede ayudarnos a detenerlo ".

Agarwal, quien dirige el Laboratorio de Acústica y es miembro de Emmanuel College, Primero decidió investigar este problema mientras visitaba a un amigo que tenía una pequeña gotera en el techo de su casa. La investigación de Agarwal investiga la acústica y la aerodinámica de la industria aeroespacial, electrodomésticos y aplicaciones biomédicas. "Mientras me mantenía despierto el sonido del agua que caía en un balde colocado debajo de la fuga, Empecé a pensar en este problema, ", dijo." Al día siguiente lo discutí con mi amigo y otro académico visitante, y todos nos sorprendió que nadie hubiera respondido realmente a la pregunta de qué causa el sonido ".

Trabajando con el Dr. Peter Jordan de la Universidad de Poitiers, que pasó un período en Cambridge a través de una beca de Emmanuel College, y el estudiante de último año Sam Phillips, Agarwal organizó un experimento para investigar el problema. Su configuración utilizó una cámara de ultra alta velocidad, un micrófono y un hidrófono para registrar las gotas que caen en un tanque de agua.

Las gotas de agua han sido una fuente de curiosidad científica durante más de un siglo:las primeras fotografías de impactos de gotas se publicaron en 1908, y los científicos han estado tratando de averiguar la fuente del sonido desde entonces.

La mecánica de fluidos de una gota de agua que golpea una superficie líquida es bien conocida:cuando la gota golpea la superficie, provoca la formación de una cavidad, que retrocede rápidamente debido a la tensión superficial del líquido, resultando en una columna ascendente de líquido. Dado que la cavidad retrocede tan rápido después del impacto de la gota, hace que una pequeña burbuja de aire quede atrapada bajo el agua.

Estudios anteriores han postulado que el sonido 'plink' es causado por el impacto en sí, la resonancia de la cavidad, o el campo sonoro submarino que se propaga a través de la superficie del agua, pero no han podido confirmarlo experimentalmente.

En su experimento, los investigadores de Cambridge descubrieron que, de forma algo contraria a la intuición, el chapoteo inicial, la formación de la cavidad, y el chorro de líquido son todos efectivamente silenciosos. La fuente del sonido es la burbuja de aire atrapada.

"El uso de cámaras de alta velocidad y micrófonos de alta sensibilidad, pudimos observar directamente la oscilación de la burbuja de aire por primera vez, mostrando que la burbuja de aire es el factor clave tanto para el sonido subacuático, y el distintivo sonido 'plink' en el aire, "dijo Phillips, que ahora es un Ph.D. estudiante del Departamento de Ingeniería. "Sin embargo, el sonido en el aire no es simplemente el campo de sonido submarino que se extiende a la superficie, como se había pensado anteriormente ".

Para que el 'plink' sea significativo, la burbuja de aire atrapada debe estar cerca del fondo de la cavidad causada por el impacto de la caída. La burbuja luego impulsa las oscilaciones de la superficie del agua en el fondo de la cavidad, actuando como un pistón que impulsa ondas sonoras en el aire. Este es un mecanismo más eficiente por el cual la burbuja submarina impulsa el campo de sonido en el aire de lo que se había sugerido anteriormente.

Según los investigadores, mientras que el estudio se basó puramente en la curiosidad, Los resultados podrían usarse para desarrollar formas más eficientes de medir la lluvia o para desarrollar un sonido sintetizado convincente para las gotas de agua en juegos o películas. que aún no se ha logrado.