Cimática: el arte y la ciencia de ver la geometría del sonido

En los recovecos del hermetismo y la exploración alquimista moderna, se halla el nombre de Hans Jenny (1904 - 1972), físico y científico natural suizo simpatizante de la antroposofía y arduo explorador de los fenómenos de la vibración, los cuales indagó en profundidad en múltiples vías, aunque especializandose en un fenómeno particular que había descubierto un par de siglos atrás el físico, filósofo y músico alemán Ernst Chladni (1756 - 1827), uno de los padres de la acústica moderna.

El fenómeno –que se conoce como “patrones o figuras de Chladni”– consiste en la generación de patrones visuales de resonancia en membranas y platos metálicos, utilizando un clásico método de activar las superficies mediante un arco de violín. La técnica de Chladni, como explica en su libro Descubrimientos en la teoría del sonido de 1787, consistía en cubrir una superficie con un poco de arena para frotarla luego con el arco, logrando así una serie de vibraciones que hacían mover la arena, la cual se ubicaba de acuerdo a la vibración en patrones geométricos.

Aunque este descubrimiento ha desembocado en una amplia variedad de desarrollos que incluyen desde la construcción de violines y guitarras hasta exploración de electrones en la física cuántica, hubo un campo fascinante que se desprendió, el cual Jenny bautizó: la cimática, la cual expande a otros rumbos la exploración de Chladni y se inicia precisamente con los estudios posteriores, como los de Hans Jenny, quien fue más allá del arco y la superficie cuadrada para explorar en profundidad la forma como otros estados de la materia tomaban formas de acuerdo a la vibración del sonido, haciendo tangible lo intangible, visible lo invisible, revelando la poesía interna de los átomos que, danzando, edifican el cosmos.

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La idea del sonido como elemento del universo es quizás de las teorías más antiguas de la humanidad, presente en múltiples culturas y con una importancia especial en filosofías y religiones orientales. En los Vedas, por ejemplo, el sonido puede hallarse como equivalente a Dios, al Ser o en general a la existencia de todos los fenómenos. Siempre se ha hablado de la vibración y lo sonoro como manifestación fundamental e incluso, si nos remontamos a la ciencia, la vibración es central en el desarrollo de múltiples ramas y disciplinas, desde la física hasta la química, pasando por las matemáticas y la astronomía. Rotación, vibración, oscilación, resonancia, frecuencia, que harían soñar en formas unificadas de comprensión de la naturaleza a personajes como Tesla o Kepler y que, en la cimática encuentran una fascinante expresión. En los cuadernos de Leonardo Da Vinci, por ejemplo, se encuentran anotaciones de sus observaciones de una table que, al ser golpeada, genera una serie de patrones en el polvo que se halla sobre esta.

Lo maravilloso de la cimática es su naturaleza mestiza entre ciencia y poesía, entre estética y matemática. Belleza y número se encuentran, como si se tratara de una oda pitagórica a la naturaleza, pero hallada en pleno siglo XX a partir de los experimentos de Jenny con partículas, fluidos y otros materiales, donde la geometría aparece entre el sonido y la materia y queda registrada en vídeos y fotografías que serían parte de sus documentos de investigación.

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Aunque es un mundo de exploración relativamente nuevo, ya desde Galileo y Hooke o incluso más atrás en la creación de cuencos chinos de la dinastía Han (202 AC - 9 DC) –que se frotan llenos de agua y producen ciertos patrones– puede hallarse una búsqueda similar, que va a ser teorizada con rigor por Chladni y continuada por otras eminencias de la acústica y la exploración artística, como el inglés Michael Faraday y sus estudios de la vibración en agua, petróleo y granos, o su compatriota Lord Rayleigh, ganador del nobel de física junto a William Ramsay por el descubrimiento del elemento argon y reconocido por su estudio de las ondas y fenómenos sísmicos, por ende seguidor del trabajo de Chladini, evidente en su libroTeoría del sonido, donde incluye un capítulo dedicado a las vibraciones en platos.

No podríamos olvidarnos de dos mujeres que continuaron el trabajo de la cimática iniciado en el siglo XIX hasta la primera mitad del XX. La primera es Margaret Watts-Hughes, quien inventó un dispositivo llamado Eidofono (Eidophone) a partir de una cámara resonante de madera con una membrana elástica encima, similar a un tambor, la cual activaba mediante un tubo por medio del cual introducía su voz, generando diferentes formas en materiales ubicados en la membrana. Actualmente este modelo es explorado por la artista Grace Digney, quien imprime firmas sonoras de la voz a partir de Edidofonos.

La segunda investigadora a destacar es Mary D. Waller, quien también se inspiró en los modelos de Chladni pero enfocó su estudio en la simetría y la exactitud, desarrollando interesantes exploraciones con respecto el trasfondo matemático del fenómeno de la cimática, utilizando también platos pero creados con materiales más avanzados.

Entre todos estos genios del sonido y la acústica, aparece Jenny, quien acuña el término cimática (derivado del griego “kyma” que designa “onda”), de donde se abre una extensa experimentación expandida hoy día en numerosos científicos, artistas e investigadores, algunos utilizando dispositivos caseros, otros mucho más finos y profesionales, pero todos compartiendo la idea de indagar en la geometría del sonido y la generación de patrones en diferentes fluidos, tanto para fines de la acústica como para exploraciones estéticas, como vimos alguna vez en el alucinante proyecto Sonic Water:

o la instalación Kymat:

Con un rigor científico profundo, el ingeniero en acústica John Stuart Reid quiso llevar a otro nivel el estudio cimático, desarrollando un instrumento científico llamado CymaScope, creado a principios del presente siglo y dedicado a la creación de imágenes a partir de señales sonoras. En teoría sigue la misma idea de Chladni pero ofrece mayor precisión y opciones de análisis mucho más detalladas –e incluso una versión algoritmica para iOS.

Para ello utiliza una superficie fina, creada industrialmente, donde se ubica agua, que funciona como medio de impresión del sonido donde se pueden estudiar en detalle ondas seno, notas musicales, e incluso canciones enteras:

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Otro método interesante es la exploracion de fluidos en los conos de altavoces:

o incluso en tubos de gas con fuego enciendido que interactúan según el flujo de gas moldeado desde la vibración:

Un factor interesante cosmológica y estéticamente es el hecho de que la cimática no funciona como un método predefinido como un visualizador lineal o ni siquiera como un espectrograma, sino que se alimenta de muchas variables diferentes que no solo dependen del sonido sino de los materiales empleados tanto en la superficie donde vibra el sonido como de aquello que se dispone para vibrar, que puede ser gas, fuego, líquido, materiales pulverizados, entre otros. Encontramos una reunión artística de estos en el comentado vídeo de Nigel Stanford:

En la web oficial del artista hay más información del proceso tras el vídeo, incluyendo tomas individuales sobre los diferentes tipos de métodos de visualización sonora empleados en el video. Otro ejemplo similar es el realizado para la canción High Ball Stepper de Jack White:

De esta manera, la cimática opera en un intersticio de materialidad y sonoridad reflejado también entre la forma y la vibración, como reflexión continua del tiempo en el espacio y el espacio del tiempo. Este encuentro de perspectivas, por un lado geométricas y por otro metafísicas, se ha prestado para especulación en torno a métodos de medicina alternativa y exploraciones de la nueva era, donde la cimática es valorada como una forma de otorgar al sonido propiedades curativas, también inspiradas por las controvertidas investigaciones de Masaru Emoto. Sin embargo, más allá de esto, se trata de el encuentro de una posibilidad de pensar el sonido más allá como forma fidedigna de conocimiento y encuentro profundo con lo elemental del universo.

De esta forma, hoy en día los patrones de la cimática se han expandido notablemente en una exploración conjunta de su manifestación visual y tangible y de su exploración acústica, aunque probablemente encuentra mayor interés en la primera, en tanto mediante el arte, al integrar luz, color, materia y sonido en formas nuevas de exploración de la vibración, ha llevado el fenómeno a expresiones que sobrepasan cualquier ecuación y se adentran en la percepción para reflejar en ella nuevas formas de vida.

Quizá uno de las exploraciones estéticas primeras fue la del artista de video Ron Rocco, con exploraciones como al realizada con el coro armónico de David Hykes, explorando la cimática a partir de tonos, canto gutural, generación de armónicos con la voz, etc. Se puede apreciar en el minuto 33 del siguiente vídeo:

Imposible no mencionar también a un seguidor del trabajo de Hans Jenny, Alexander Lauterwasser, investigador y fotógrafo aleman que continuó la exploración cimática enfocándose especialmente en la vibración sobre el agua y en la relación de la geometría sonora con patrones de la naturaleza hallados en la materia y en formas biológicas. Siguiendo métodos electrónicos iniciados por Jenny, Lauterwasser utiliza osciladores analógicos y diversas fuentes de sonido acústico para hacer reaccionar diferentes materiales, como se aprecia en el siguiente vídeo, donde se evidencian interesantes resultados con respecto al tono y a la manera como las frecuencias se moldean.

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Una pieza un tanto más tradicional –aunque igualmente experimental– es la del maestro Alvin Lucier, “The Queen of the South”, “una obra para intérpretes, superficies reactivas, material esparcido y circuito cerrado de televisión”, inspirada por las teorías de la cimática y el trabajo de Chladini.

Por último un vídeo que quizás resume todo lo dicho: la charla TED del creativo Evan Grant, quien expone en poco más de cuatro minutos la historia, el arte y la ciencia del maravilloso mundo de la cimática.