1. ¿Voz en vivo o grabación? El comercial de Ella Fitzgerald y el experimento de las 12 copas
«¿Voz en vivo o grabación?». En 1972, la cantante Ella Fitzgerald protagonizó un comercial de la empresa Memorex que se hizo famoso con esa pregunta. Según se cuenta, el comercial fue creado en 1970 por una agencia publicitaria de Chicago para demostrar que las cintas podían reproducir sonidos en vivo con gran fidelidad, usando la leyenda de que los cantantes de ópera podían romper copas con notas altas [6]. No obstante, no se ha revelado cómo se rompió la copa en ese comercial específico.
Entonces, ¿es realmente posible romper una copa solo con la voz? El primer caso confirmado en video se atribuye al programa MythBusters en 2005. La cantante Jamie Vendera probó 12 copas de vino con su voz sin amplificación y rompió 1 [1]. Aunque el hecho de romperla es real, el resultado de 1 de 12 muestra lo estrictas que son las condiciones necesarias para lograrlo. Empecemos analizando cuánto volumen de voz se requiere.
2. Por qué hace falta un sonido mucho más fuerte que una conversación normal
El volumen de una conversación normal es de aproximadamente 50 decibelios. En cambio, el sonido registrado cuando Vendera rompió la copa fue de unos 105 decibelios [1][3]. El decibelio es una unidad en la que, por cada aumento de 10, la energía del sonido (su intensidad) se multiplica por 10 (en términos de presión sonora, el factor es de aproximadamente 3,16). Una diferencia de 55 decibelios equivale a multiplicar la energía por 10 elevado a 5,5, lo que supone unas 300.000 veces más energía que una voz de conversación. Es una diferencia enorme.
Aun así, el volumen necesario varía según la fuente. Físicos de la Universidad de Glasgow informaron en un artículo que las copas finas suelen romperse cuando el sonido en la ubicación de la copa alcanza unos 125 decibelios [2]. Dado que la posición de medición y el tipo de copa difieren, no se puede establecer un único número definitivo. Aun así, gritar fuerte no garantiza que la copa se rompa. Aunque el volumen sea suficiente, si la altura del tono no coincide, la copa no se romperá [3].
3. Qué es la «altura natural» de una copa y por qué vibra con fuerza
Si tocas suavemente una copa con el dedo, produce un sonido claro. La altura de ese tono es una guía para conocer la «altura natural» de la copa. En física, esto se llama frecuencia de resonancia o frecuencia natural; si la altura de la voz coincide con esta, la copa vibra con gran amplitud. Este fenómeno se conoce como resonancia [5]. Cuando una copa entra en resonancia, su borde vibra deformándose de un círculo a una elipse [3]. El tono de una copa de vino común suele estar alrededor de una octava por encima del Do central, aunque varía según el tamaño de la copa [4].
Las simulaciones por computadora también muestran que, si la altura del tono no coincide, la copa no se rompe por más fuerte que sea el sonido [5]. La altura es más importante que el volumen. Pero, ¿qué tan preciso debe ser el ajuste? Al mirar los datos de los artículos científicos, vemos que se trata de un margen mucho más fino de lo que podríamos imaginar.
4. Por qué hay que mantener el sonido fuerte durante varios segundos
Al igual que cuando empujamos un columpio, si aplicamos fuerza en el momento justo y continuamente, el movimiento se hace más grande poco a poco. La resonancia funciona igual: la vibración no se desarrolla instantáneamente. En el artículo de la Universidad de Glasgow, el tiempo necesario para que la vibración crezca al resonar se midió en segundos. La constante de tiempo en los ejemplos de medición fue de aproximadamente 4 segundos [2]. Se indica que, al generar la señal manualmente, se tardó mucho más en alcanzar el límite de ruptura.
En las simulaciones, se observó que una copa de cristal con alto contenido de plomo (con una resonancia de 392,2 Hz) se agrietaba desde el borde y se rompía si se mantenía un sonido de 120 a 140 decibelios durante menos de 20 segundos [5]. Cabe destacar que estas son condiciones calculadas, no cifras reales de una voz humana. La clave no es un grito breve, sino mantener el sonido durante varios segundos manteniendo la altura exacta. Aquí es donde se pone a prueba la técnica de los cantantes. Sin embargo, incluso si se cumplen estas condiciones, no siempre se rompe, porque la copa misma tiene sus propias características.
5. Por qué copas que parecen iguales no resisten lo mismo antes de romperse
El ingeniero mecánico Kaiser explica que si una copa se rompe o no depende del tamaño de los pequeños defectos invisibles en la superficie del vidrio, por lo que la facilidad de ruptura varía mucho incluso entre copas que parecen idénticas [1]. Aunque la altura, el volumen y la duración del sonido sean correctos, hacer que la copa vibre y romperla son cosas distintas. Además, el tipo de copa también influye. Se dice que las copas de cristal con plomo son más adecuadas que los vasos normales, porque su sonido claro no se debilita rápidamente y continúa sonando durante más tiempo, lo que facilita que la resonancia se desarrolle [4].
Visto así, el resultado de 1 de 12 no es misterioso. Que la altura coincida, que se pueda mantener un sonido fuerte y que existan diferencias en la copa, como los defectos, son factores que intervienen. Parece que la coincidencia de todas estas condiciones es el trasfondo de la única copa que se rompió en el video. Entonces, ¿qué sucede dentro de la copa en el momento exacto de la ruptura?
6. Qué se ve en el momento en que la copa se rompe, grabado con cámara rápida
El momento en que una copa de vino que vibra intensamente por resonancia se rompe ha sido grabado con una cámara de alta velocidad que captura 187.500 fotogramas por segundo [7]. Un evento que parece instantáneo a simple vista se revela, a través de la cámara, como un proceso de vibración intensa seguido de la destrucción de la copa. Romper una copa con la voz no es un acto de fuerza bruta, sino un trabajo de adaptación a las propiedades de la copa. Esa es la razón por la que se requiere la técnica de un cantante.
7. Cómo escuchar la altura del sonido de un vaso sin romperlo
Usa un vaso de vidrio grueso y resistente, y con la ayuda de un adulto, tócalo suavemente con el dedo para escuchar la altura del sonido. Si colocas dos o más vasos de diferentes formas o tamaños, podrás notar que sus alturas naturales de vibración son distintas. Intenta imitar ese sonido con tu voz en un volumen bajo. No es necesario romper la copa. De hecho, no deben emitir gritos fuertes para intentar romperla, ya que los fragmentos rotos son peligrosos. Eviten las copas finas, usen vasos gruesos y resistentes, y realicen el experimento siempre acompañados de un adulto [4].
Al intentar imitar la altura del sonido, quizás se den cuenta de que una pequeña desviación en la altura cambia la forma en que la copa vibra. Esto les permitirá imaginar lo estrecha que es la banda de resonancia, de menos de 1 Hz, mencionada en los artículos científicos.