Acústica de Chichén Itzá
Post 44 - 7 de Julio de 2007 - Categoría: Acústica arquitectónica
Los Mayas eran gente acostumbrada a vivir en la selva y entre los árboles saber escuchar era algo realmente importante para ellos. Sobrevivir en un lugar donde la vegetación no deja ver nada depende de tener unos oídos muy entrenados. Tal vez, algunos de los templos que diseñaron fueran para imitar el canto de ciertos pájaros o para producir efectos sorprendentes en sus ceremonias. Nunca sabremos con seguridad si lo que construyeron fue intencionado o si lo consiguieron con grandes dosis de intuición. Pero lo que sí podemos hacer es disfrutar de los efectos acústicos de Chichén Itzá.
Panorámica
Chichén Itzá es el nombre del que fue uno de los principales asentamientos mayas en la Península de Yucatán. Tuvo su máximo esplendor en el siglo IX dC cuando se convirtió en uno de los centros políticos más importantes de Centroamérica. Allí, los mayas levantaron construcciones con taludes y muros verticales y representaciones del dios pájaro-serpiente, Kukulcán: El castillo, El Templo de los Guerreros, El Observatorio, El Osario, El Juego de Pelota, son sólo parte de la grandeza de esta civilización y antigua metrópoli Maya.
Mapa de situación
Efectos acústicos producidos en El Castillo
Los monumentales edificios de la Gran Explanada de Chichén Itzá están presididos por la Pirámide de Kukulcán o el Castillo, uno de los edificios más altos y notables de la arquitectura maya. Es una pirámide de cuatro lados que culmina en un templo rectangular. Se asienta sobre una plataforma cuadrada de 55.5 metros de ancho y tiene una altura de 24 metros. Cada lado de la pirámide tiene una gran escalinata que conduce al templo superior. Balaustradas de piedra flanquean cada escalera, y en la base de la escalinata norte se asientan dos colosales cabezas de serpientes emplumadas, efigies del dios Kukulcán.
El Castillo fue construido entre los años 300 y 450 d.C., cuenta con cuatro escalinatas de 91 escalones, que junto con el de la cúspide suman 365 en total: el mismo número de días del año solar. Es famoso principalmente porque sus escaleras, rematadas inferiormente por dos cabezas de serpiente, en cada equinoccio y debido a los rayos del sol se proyecta un haz de luz que simula el cuerpo de una serpiente bajando del templo a la tierra.
Alzado y planta de la pirámide
El efecto acústico denominado la cola del Quetzal se produce al emitir un sonido impulsivo -sonido de corta duración pero de fuerte volumen, una explosión, un aplauso o tocar un instrumento de percusión- delante de la escalinata de la pirámide. Si realizamos una palmada a unos 40 metros en la perpendicular de la escalinata escuchamos un sonido agudo, un chirrido extraño, un sonido parecido al canto del quetzal, el pájaro sagrado de los Mayas.
Escuchad atentamente este video demostrativo.
El efecto de la llamada del pájaro, fue reconocido por primera vez por el ingeniero en acústica estadounidense, David Lubman en 1998. ¿Pero sabían los arquitectos de las pirámides qué es lo que estaban haciendo? Lubman fue el primero en reivindicar que los constructores de El Castillo crearon el efecto del gorjeo de manera intencional.
En 2004, Nico Declercq junto a científicos belgas de la Universidad de Ghent, consiguieron demostrar como las ondas de sonido rebotadas alrededor de la escalinata de la pirámide, creaban sonidos que representan el canto del Quetzal y el golpeo de las gotas de la lluvia. Sus cálculos y simulaciones acústicas muestran que, aunque hay evidencia que la pirámide fue construida para producir sonidos sorprendentes, probablemente jamás pudieron predecir con exactitud a qué sonidos iban a asemejarse.
El secreto del canto de la pirámide está en sus largas, extrañas, e incómodas escaleras: los escalones son mucho más altos de lo normal y sus bases son tan estrechas que el pie de una persona no entra completo. El equipo de Declercq ha demostrado, mediante simulaciones y ensayos in situ, que la altura y el espacio entre los escalones de la pirámide crean un filtro acústico que enfatiza algunas frecuencias de sonido mientras que suprime otras. Pero unos cálculos más detallados de la acústica nos muestran que el eco también se ve influenciado por otros factores más complejos como puede ser la mezcla de frecuencias de la fuente del sonido.
Cuando alguien aplaude frente a una de las cuatro escaleras, el sonido del aplauso no golpea contra una superficie vertical plana, sino contra muchas pequeñas superficies verticales, los altos contra escalones, y cada una alejada por unos centímetros, distancia que es la angosta base de cada escalón. Así, el eco es múltiple, y llega cada rebote con un pequeño desfase respecto al anterior. Primero llegan los ecos de los escalones más bajos, y luego van llegando de manera continuada los rebotes sucesivos hasta los más altos, uno tras otro. La escalinata se convierte en un difractador de sonido gigante.
El resultado final de todo este juego de geometría acústica es una sucesión de ecos casi pegados, y de distintos tonos (tonos más altos, para los escalones de abajo, y tonos más bajos para los de más arriba). El oído humano no puede discernir las diferentes ondas sonoras que llegan en milisegundos y las asimila como un sonido continuo que va cambiando el tono y produce el efecto antes escuchado.
Los escalones no están pensados para subir cómodamente.
Los científicos belgas prepararon un sonido de palmada con una fuente de sonido puntual, para crear una onda esférica los más parecida a las reales. Después se analizó la propagación y la difracción de esta onda al chocar con la escalera de la pirámide. El modelo tiene en cuenta las propiedades físicas del aire, el material de la pirámide y los efectos de reflexión de la superficie de la escalera de la pirámide.
Los resultados son sorprendentes: las simulaciones por ordenador del modelo de difracción real producen una representación del grito del quetzal. Además, la calidad del eco depende del color del sonido que hace el impacto con la escalinata; el sonido de los grandes tambores que los Mayas utilizaban, causa un eco del quetzal más hermoso que una palmada.
El canto del quetzal, creado por los ecos de la pirámide, no sería posible si sus escalones fueran más anchos y no tan altos. Este eco cambiaría y se asemejaría a un sonido de frecuencia más baja. Aquí podríamos justificar las incómodas escaleras, que quizás no estaban pensadas para subir, sino para ser un resonador. Cabe comentar que el efecto visual de los equinoccios se podría conseguir igualmente si las escalinatas no fueran con tanta pendiente, sencillamente la serpiente bajaría de manera menos inclinada.
Este fenómeno tiene diferentes matices de sonoridad en función de cómo emitimos el sonido. Una palmada es diferente al sonido de un tambor o a golpear dos piedras. Ignoramos si este fenómeno era utilizado en sus ceremonias, pese a que los guías digan que sí y que era muy importante.
Panorámica y quetzal con su cola excepcional.
Declercq no se muestra escéptico con la teoría del Quetzal, él ha escuchado efectos similares producidos por escaleras en otros sitios religiosos. En Kataragama en Sri Lanka, una palmada dada en una escalera que conduce hacia el río Menik Ganga produce un eco en respuesta que se asemeja al "cuac" de los patos.
Los mayas ya habían construido anteriormente varios templos con escaleras al aire libre, la escucha de los efectos que producen los escalones sobre el rebote de los sonidos, pudo hacerles pensar que podían construir una gran pirámide para provocar el efecto sonoro. Pero no tenemos ninguna evidencia de que fuera proyectado acústicamente, si la tenemos, en cambio, de que fue proyectada para que, durante el equinoccio, creara el efecto lumínico de que aparece una serpiente.
Los científicos no han conseguido presentar una opinión definitiva acerca de la intencionalidad del efecto. Sin embargo, es importante hacer notar que el hecho de que efectos similares aparezcan en otros sitios en Mesoamérica, en particular en Teotihuacan (Méjico), en donde el quetzal ocupa un lugar fundamental en la simbología, da pie a estudiar si existe una relación explícita entre los edificios en donde efectivamente aparece este efecto y su función religiosa. Si es posible entender en detalle los elementos fundamentales que deben de estar presentes en una construcción para que se produzca el canto del quetzal y si dichos elementos se encuentran en diversos edificios de diferentes sitios, entonces habría un elemento objetivo mucho más concreto para apoyar o descartar la hipótesis de que el efecto fue incorporado intencionadamente por los constructores.
Panorámicas desde la cumbre de la Pirámide.
Otro fenómeno que se da en la escalinata es el de percibir el sonido de las gotas de lluvia por parte de la gente que se encuentra en la base de la pirámide y que son provocados por el subir la escalera por parte de los turistas que suben a la cima de la pirámide. Nico Declercq se pregunta si fue más bien esto último y no lo del llamado del quetzal lo que pudo haber sido la intención del diseño acústico de El Castillo. "Puede que no sea una coincidencia", dice el dios de la lluvia jugaba un papel muy importante en la cultura Maya.
Pero este efecto de momento no se puede experimentar porque el gobierno mejicano tiene una demanda por la muerte de tres turistas al subir la escalinata y han prohibido que nadie suba hasta que la restauración este hecha.
También cuentan que des de la cumbre no se oye nada de lo que se dice o ocurre en la base del Castillo. Y en cambio si una persona de pie desde la plataforma superior del castillo habla con voz normal es escuchado por los que están a nivel de la tierra a una gran distancia. No tenemos ninguna prueba al respecto. Lo dejamos en cuarentena hasta tener datos fiables.
Según los guías de la zona todo tiene su explicación para que el sumo sacerdote fuera oído desde los cuatro lados, y también el sumo sacerdote conocedor de las posiciones solares, sabía perfectamente cuando se producía el equinoccio haciéndole ver al pueblo que se trataba de un signo de los dioses.
También comentan que el efecto era utilizado para motivar, ya que para construir ciudades de tal magnitud, se empleaban miles de hombres que necesitaban una motivación para continuar con su labor y, ¿qué mejor motivación que la presencia del dios quetzal a través de una palmada de los grandes señores?
Efectos producidos en el campo destinado al juego de pelota
El juego de pelota ubicado en Chichén Itzá es el más monumental de los realizados por los Mayas. Este complejo de estructuras mide aproximadamente 160 metros de longitud y contiene un templo, varias tribunas para observar los partidos y una cancha de juego.
Perspectiva del campo de juego a la pelota.
Cancha rectangular a cuyos lados más largos se encuentran dos muros altos, de aprox. 12m. de alto, que forman una larga galería sin techo, en los cuales hay empotrados sendos discos en posición vertical por los que los jugadores debían hacer pasar una pelota de hule. El espacio interior de la cancha de juego mide aproximadamente 160m. de largo y tiene un ancho de 60m.
En esta cancha se pueden escuchar los susurros que los turistas emiten al otro lado del campo. No hay continuidad entre sus muros como podemos observar en los gráficos, ni los muros tienen la superficie curva. Se produce un efecto de refuerzo de la onda sonora emitida que llega hasta el otro extremo con el mismo nivel sonoro o un poco más bajo. Difícil de determinar cuál es el elemento clave para que se produzca dicho efecto sin un estudio o una simulación de porqué ocurre.
Fotografías desde dentro del campo de juego a pelota. Podemos observar las dos canastas y las tribunas.
En 1931 el director de orquestra, Leopold Stokowski, pasó 4 días en el sitio para intentar aprender el secreto acústico de la cancha y poderlo aplicar en un teatro al aire libre que él estaba diseñando. Pasó horas colocando un fonógrafo en diferentes posiciones dentro de la cancha para poder determinar las superficies que reflexionaban el sonido. Teóricamente, la estructura debería haber tenido una mala acústica. Las distancias son muy grandes, pero el sonido se escuchaba claro y nítido. No logró encontrar su secreto y todavía hoy se nos resiste.
El fenómeno de la absorción se da con bajas temperaturas, a baja humedad relativa y en frecuencias altas. El clima diurno de Chichen Itzá es con altas temperaturas y alta humedad relativa, por tanto poca absorción del aire habrá en las frecuencias que emitamos. Además su entorno no tendría que ser demasiado ruidoso si no fuera por los turistas.
Muros de 12 metros de altura.
Los conos musicales
A un lado de la Plataforma de Venus, o de la Danza, y a un lado de la Cafetería, se encuentran unas piezas de piedra con terminación cónica que se dice que producen diferentes tonos musicales cuando se golpean con madera. Actualmente la mayor parte de las piedras están rotas y apiladas, y sólo algunas en buen estado se muestran en la Unidad de Servicios de la zona arqueológica.
A ciencia cierta no se ha determinado el uso o función de dichas piedras, pero se cree que las usaban para ceremonias. Quizás, y eso lo aventuro yo, eran instrumentos de percusión para provocar los efectos de la escalinata.
Conos musicales intactos.
Panorámica de 360 grados de Chichén Itzá.
Si conoces lugares acústicamente interesantes háznoslo saber a través de un comentario y publicaremos un post explicando su acústica.
Para redactar esta página he utilizado algunas informaciones de:
Fernando J. Elizondo Garza Turismo acústico en Chichén Itzá
Fotografías de: Ron Hay, jimg944, BlazerMan, Shayne