Experimento para aislar el sonido: qué sí funciona

Pregúntale a cualquiera cómo aislar un cuarto del ruido y te va a decir cartones de huevo o espuma. Haz este experimento para aislar el sonido con un medidor de decibeles y vas a descubrir que el cartón de huevo casi no bloquea nada, y que una cobija doblada lo hace cuatro veces mejor. La razón es lo más útil de la acústica que casi nadie sabe: absorber sonido y bloquear sonido son trabajos distintos, que piden materiales opuestos. La espuma se come los ecos dentro de un cuarto. Solo la masa impide que el sonido atraviese una pared.

Puntos clave

• Vas a poner ruido parejo desde un celular dentro de una caja, medir el nivel afuera con otro celular, y comparar seis forros del mismo grosor en decibeles.
• Enseña la diferencia entre absorción y pérdida por transmisión, y la ley de masa que gobierna el aislamiento real.
• Ideal de 7 a 14 años. Los más chicos miden; los grandes manejan los logaritmos.
• La falla típica: olvidar las rendijas. Un solo hueco sin sellar tira a la basura casi toda tu barrera.
• Las apps de decibeles del celular alcanzan para comparar materiales, no para citar números absolutos.

Lo que vas a necesitar

Material	Cuánto	Dónde conseguirlo	Si no lo tienes
Dos celulares, o celular y tablet	2	Uno pone ruido, el otro mide	Una laptop puede ser la fuente, con el volumen fijo
App gratis de sonómetro	1	Gratis en iOS y Android	Esto es lo único que no se improvisa. Elige una que muestre decibeles con ponderación A
Ruido rosa o un tono parejo	1 archivo o stream	Cualquier generador de ruido gratis	Una canción en loop sirve pero las lecturas brincan
Caja de cartón de unos 30 cm	1	Cualquier caja de paquetería	Una caja de zapatos; usa la misma caja en todas las pruebas
Plástico de burbujas	Para 2 cm de grosor	Empaques	Bolsas de plástico arrugadas
Toalla de baño	1	Baño	Cualquier tela gruesa cortada a la medida
Cartones de huevo	4 a 6	Reciclaje de la cocina	El material del mito clásico. Vale probarlo justo por eso
Cobija gruesa o retazo de tapete	1	Clóset	Varias toallas dobladas
Unicel o espuma de empaque	Lámina de 2 cm	Empaques	Cualquier retazo de espuma
Cinta adhesiva y tijeras	1 de cada una	Cajón	Un adulto corta la caja

Tiempo: preparación 15 min, experimento 35 min, limpieza 5 min Costo: gratis Nivel de desorden: bajo. Mucho cartón y pelusa en el piso

Haz el experimento: experimento para aislar el sonido, en decibeles

Paso 1 — Mide el cuarto con todo apagado

Abre la app del sonómetro y anota el nivel de tu cuarto en silencio, probablemente entre 30 y 45 decibeles. Ese es tu piso de ruido. Si alguna lectura posterior queda a menos de 5 decibeles de él, estás midiendo el cuarto y no la caja, y esa lectura no significa nada.

Paso 2 — Fija las posiciones y no las muevas nunca

Pon el celular fuente en el centro de la caja. Marca con cinta la posición del celular que mide, a 50 centímetros de la caja y a la misma altura. Todas las lecturas salen de ese punto exacto.

Paso 3 — Fija el volumen de la fuente y déjalo

Pon ruido rosa y ajusta el volumen para que el medidor marque entre 75 y 80 decibeles con la caja abierta. Anota el nivel. No vuelve a cambiar, o nada de lo que midas después es comparable.

Paso 4 — Toma las dos lecturas de referencia

Anota el nivel con la caja abierta y luego con la caja cerrada y vacía. La caja cerrada vacía ya te da unos decibeles, y esa es la base que todo forro tiene que superar.

Paso 5 — Prueba cada material al mismo grosor

Forra el interior de la caja con un material, 2 centímetros de grosor, cubriendo las seis caras lo más completo que puedas. Ciérrala, toma tres lecturas, promédialas y cambia. Mismo grosor, misma cobertura, misma caja, siempre.

Paso 6 — Haz la prueba de la rendija

Toma el material que ganó y hazle un agujero de 2 centímetros a una cara de la caja. Vuelve a medir. Después tápalo con cinta y mide de nuevo.

Lo que deberías ver: La caja cerrada vacía suele quitar entre 4 y 8 decibeles. Los cartones de huevo agregan poquísimo, muchas veces uno o dos decibeles, que está al borde de lo que la app puede resolver. El plástico de burbujas y la espuma salen parecidos. La toalla lo hace mejor, y una cobija gruesa envuelta apretada alrededor de toda la caja es casi siempre la ganadora clara, muchas veces 12 a 18 decibeles abajo de la caja abierta. La prueba de la rendija es la dramática: un solo agujero de 2 centímetros tira casi todo lo que había ganado el mejor material. Los números absolutos dependen de tu caja, tu celular y tu cuarto, así que compara tus propias lecturas.

Qué está pasando en realidad

Hay dos problemas acústicos completamente distintos, y los consejos caseros los mezclan todo el tiempo.

El primero es la absorción. Dentro de un cuarto el sonido rebota en las superficies duras y llega a tu oído varias veces, embarrado en el tiempo. Eso es reverberación, y es lo que hace que un baño retumbe y que una grabación suene amateur. Los materiales porosos con muchos canales de aire, como la espuma acústica, la lana mineral o una cortina gruesa, convierten el movimiento del aire en calor cuando se aprieta por los poros. Eso reduce las reflexiones. La prueba estándar, ASTM C423, mide cuánta energía absorbe un material y no cuánta detiene.

El segundo es la pérdida por transmisión, que es lo que mides aquí. Para impedir que el sonido atraviese una barrera tienes que impedir que la barrera se mueva, y eso significa masa. La regla, llamada ley de masa, es que la pérdida por transmisión sube unos 6 decibeles cada vez que duplicas la masa por unidad de área de la barrera, y otros 6 cada vez que duplicas la frecuencia. Las frecuencias bajas pasan mucho más fácil, y por eso escuchas el bajo del vecino y no su conversación. El estándar que lo califica, ASTM E413, produce el número de Clase de Transmisión de Sonido que se cita para muros y ventanas.

Así que la espuma casi no tiene masa y por lo tanto casi no tiene pérdida por transmisión. Es excelente en su trabajo real e inútil en el que la gente la compra. Los cartones de huevo son peores todavía: son delgados, livianos y ni siquiera muy porosos, y hacen poco por cualquiera de los dos problemas. Ese es el error que este experimento mata.

Y luego está la rendija, que le gana a los dos materiales. El sonido se fuga por cualquier abertura casi sin pérdida, así que una barrera sin sellar rinde al nivel de sus huecos y no de su promedio. La Administración Federal de Carreteras de Estados Unidos es explícita en su guía sobre ruido de autopistas: las barreras efectivas son obstrucciones sólidas y continuas, y una bien diseñada reduce el ruido entre 5 y 10 decibeles, cortando a la mitad la sonoridad del tráfico. Una reducción de 10 decibeles puede dejar el paso de un tráiler al nivel de un auto. Esos números existen porque esas barreras no tienen huecos.

Una nota honesta sobre tu instrumento. Las apps de sonómetro no son medidores de laboratorio, pero Kardous y Shaw probaron varias en 2014 y encontraron que algunas en iOS coincidían con un medidor profesional dentro de unos 2 decibeles. Eso alcanza de sobra para ordenar materiales. No alcanza para publicar una cifra absoluta, y los micrófonos de celular además comprimen a niveles altos, otra razón para mantener la fuente entre 75 y 80 decibeles y no al máximo.

¿Y en América Latina?

El material es de reciclaje, así que no hay nada que comprar: cartones de huevo, unicel de empaques, plástico de burbujas de cualquier paquete, una cobija y una toalla. Si tienes acceso a un retazo de alfombra o tapete de una mueblería, agrégalo: es pesado y flexible, exactamente lo que la ley de masa premia, y suele ganarle a todo lo demás.

El contexto hace esto más útil aquí que en casi cualquier otro lugar. El ruido urbano en Ciudad de México, Bogotá, Lima, Santiago y São Paulo está entre los más altos del mundo: el claxon, el microbús, la cumbia del vecino, el perifoneo. Si tu hijo está haciendo tarea con ruido afuera, los resultados de este experimento son accionables esa misma noche. La respuesta práctica casi nunca es comprar paneles de espuma: es sellar la rendija de abajo de la puerta con un burlete o un rollo de tela, poner el librero contra la pared que colinda, y una cortina gruesa en la ventana. Masa y sellado, en ese orden, y todo es más barato que la espuma.

En currículo entra en ondas, energía y propiedades de los materiales: en México, los Aprendizajes Clave de la SEP; en Colombia, los estándares que evalúa el ICFES; en Perú, el currículo nacional. Para una feria de ciencias, la gráfica de decibeles contra masa del Paso 1 de “Para llevarlo más lejos” es lo que convence a los jurados.

Cómo explicárselo a tu hijo

De 5 a 8 años: lo esponjoso atrapa ecos, lo pesado detiene sonido

Dale los dos materiales en la mano y que sienta la diferencia de peso. Después dilo claro: las cosas esponjosas atrapan el sonido que anda rebotando dentro de un cuarto, como una esponja atrapa una salpicadura. Las cosas pesadas impiden que el sonido salga, como una puerta gruesa. Una esponja no sirve de puerta. Déjalo tomar las lecturas y ver bajar el número.

De 9 a 12 años: los decibeles no son números normales

Preséntale el dato clave: los decibeles son logarítmicos, así que bajar 10 decibeles suena como la mitad de fuerte, y un cambio de 3 decibeles apenas se nota. Eso reencuadra toda su tabla. Los 2 decibeles del cartón de huevo no son “un poquito menos bueno” que los 15 de la cobija: son efectivamente nada. Después pídele que prediga la prueba de la rendija antes de cortar el agujero.

De 13 en adelante: la ley de masa y por qué pasa el bajo

Dale la ley de masa como regla cuantitativa: unos 6 decibeles por cada duplicación de masa por área, y otros 6 por cada duplicación de frecuencia. Que estime la masa por metro cuadrado de su mejor y su peor material pesando un pedazo medido, y que revise si la diferencia en sus lecturas se parece a lo que predice la regla. No va a coincidir exacto, y las razones de eso, resonancia, rigidez y fugas, son el tema de verdad.

La pregunta que debes hacer: “Si tuvieras que impedir que el sonido salga de un cuarto y solo pudieras elegir una cosa, ¿pondrías una cortina gruesa y pesada en la puerta o espuma acústica en las cuatro paredes, y por qué?”

Por qué enseñar esto temprano vale la pena

Este es el raro experimento casero cuyo resultado sirve de inmediato. Cualquiera que haya intentado hacer un cuarto más silencioso, grabar un video o callar la tele de un roomie se topó con esta misma confusión, y entenderla bien ahorra dinero real. La espuma acústica se le vende a mucha gente que en realidad necesitaba masa.

El beneficio más profundo es la escala logarítmica. Los decibeles, la escala Richter, el pH, la magnitud de las estrellas y las curvas de crecimiento exponencial que todos conocimos en 2020 comparten la misma forma matemática, y los niños la leen mal de forma sistemática al tratar una escala de razones como una escala de cantidades. Una tabla donde 2 decibeles no significan nada y 15 significan mucho, medida con su propia mano, es mejor introducción que cualquier clase.

Sé honesto con los límites. El marco del National Research Council llama a lo útil de aquí “analizar e interpretar datos”, y es exactamente lo que entrena este experimento. No va a subir las calificaciones de nadie, y la literatura sobre aprendizaje práctico no respalda esa afirmación para una sola tarde. Lo que sí deja es un resultado con el que tu hijo puede ganarle una discusión a un adulto, que vale más de lo que suena.

Antes de empezar: lo que los papás deben saber

Mejor edad	7 a 14 años. Medir es accesible desde chicos; la aritmética de decibeles va de los 11 en adelante
Supervisión	Ligera. Un adulto corta la caja y controla el volumen de la fuente
Riesgos reales	Ninguno fuera del cuidado normal, con una excepción: un celular sellado dentro de aislante grueso mientras reproduce audio se calienta, así que cada medición de un minuto y desenvuélvelo entre pruebas. Mantén la fuente entre 75 y 80 decibeles y no te sientes con la oreja junto a la caja abierta
No hagas esto	No tapes el puerto de carga de un celular y lo dejes cargando dentro de la caja, y no uses lana de vidrio ni fibra mineral suelta, que irrita piel, ojos y pulmones

Cuando no funciona

• Todos los materiales dan la misma lectura. Estás en el piso de ruido. Sube un poco la fuente, acerca el celular que mide, o hazlo en un cuarto más silencioso.
• Las lecturas brincan 5 decibeles. Tu fuente es música y no ruido parejo. El ruido rosa o un tono continuo dan un número estable; una canción no.
• La cobija sale peor que la toalla. Revisa la cobertura. Un material pesado con una esquina abierta rinde como la esquina, no como el material.
• La caja sin forro le gana a la caja forrada. Casi siempre es un error de posición: algo movió el celular que mide o la fuente. Vuelve a marcar con cinta y repite las dos.
• Tu mejor resultado es de apenas 6 decibeles. Es realista para una caja de cartón. El aislamiento en serio usa capas pesadas, selladas y desacopladas, y no vas a llegar a números de estudio con material de reciclaje.

Para llevarlo más lejos

1. Cambia una variable: la masa. Prueba una, dos, tres y cuatro toallas dobladas. Pésalas. Grafica reducción en decibeles contra masa y mira si cada duplicación te compra más o menos lo mismo: ahí está la ley de masa en papel milimétrico.
2. Prueba la frecuencia. Pon un tono bajo de unos 100 hercios y uno alto de unos 4.000 por tu mejor forro, y mide los dos. Las altas deben bloquearse mucho mejor, y esa comparación explica por qué se oye el bajo a través de las paredes.
3. Separa absorción de bloqueo. Mide el nivel adentro de la caja con el forro puesto, metiendo el celular que mide junto a la fuente. La espuma va a bajar el nivel de adentro, porque absorbe, mientras hace poco afuera. Dos mediciones, dos propiedades físicas distintas, una tarde.

Si esto abre la conversación de qué tan fuerte es demasiado, nuestro texto sobre la pérdida auditiva por audífonos tiene los números. Para una forma segura de probar los límites de tu propio oído, mira la prueba de rango auditivo por edad, y para el tema completo, la ingeniería del sonido y la acústica.

Qué observar en los próximos 3 meses

• Semana 4: Nota una rendija. Una puerta entreabierta, una ventana mal cerrada, y comenta que por ahí se está metiendo el ruido.
• Mes 2: La palabra decibel se usa con algún sentido de escala, y no como sinónimo genérico de fuerte.
• Mes 3: Corrige a alguien sobre los cartones de huevo o la espuma. Va a pasar, va a ser un poco presumido, y va a tener razón.

Preguntas frecuentes

¿Las apps de decibeles del celular sirven para esto?

Para comparar materiales, sí. Kardous y Shaw encontraron en 2014 que varias apps de iOS coincidían con un medidor profesional dentro de unos 2 decibeles. En Android varía más porque el hardware varía. Usa el mismo celular y la misma app en todo, y trata los números como relativos.

¿Entonces por qué los estudios de grabación tienen espuma en las paredes?

Porque resuelven el problema de absorción, no el de bloqueo. La espuma mata reflexiones para que la grabación suene limpia. El bloqueo lo hacen por separado los muros pesados, los pisos flotantes y las puertas dobles, que no salen en las fotos.

¿Qué sí funciona para aislar un cuarto?

Masa y sellado, en ese orden. Puerta sólida en lugar de hueca, burlete alrededor del marco, cortinas pesadas, librero contra la pared que colinda y un tapete. Nada de eso es glamoroso, y todo le gana a los paneles de espuma.

¿Importa el material de la caja?

Sí, y por eso usas la misma caja en todo. El cartón es liviano, así que casi toda tu reducción viene del forro. Una caja de madera arrancaría de una base mucho mejor y haría ver menos impresionantes a los forros.

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Sobre el autor

Ricky Flores es el fundador de HiWave Makers e ingeniero eléctrico con más de 15 años de experiencia desarrollando tecnología de consumo en Apple, Samsung y Texas Instruments. Escribe sobre cómo los niños aprenden a construir, pensar y crear en un mundo saturado de tecnología. Lee más en hiwavemakers.com.

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Fuentes

1. Federal Highway Administration. “Keeping the Noise Down: Highway Traffic Noise Barriers.” Departamento de Transporte de Estados Unidos. https://www.fhwa.dot.gov/environment/noise/noise_barriers/design_construction/keepdown.cfm
2. Kardous, C. A. y Shaw, P. B. (2014). “Evaluation of smartphone sound measurement applications.” Journal of the Acoustical Society of America, 135(4), EL186–EL192. https://doi.org/10.1121/1.4865269
3. ASTM International. ASTM C423, “Standard Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method.” https://www.astm.org/c0423-22.html
4. ASTM International. ASTM E413, “Classification for Rating Sound Insulation.” https://www.astm.org/e0413-22.html
5. National Institute on Deafness and Other Communication Disorders. “Noise-Induced Hearing Loss.” National Institutes of Health. https://www.nidcd.nih.gov/health/noise-induced-hearing-loss
6. National Park Service. “Understanding Sound.” Departamento del Interior de Estados Unidos. https://www.nps.gov/subjects/sound/understandingsound.htm
7. National Research Council. (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13165