La acústica es la parte de la Física que estudia el sonido y su propagación. Esta disciplina toma un papel particularmente importante en Arquitectura. Lejos de lo que podríamos pensar, la relación entre Acústica y Arquitectura no es unidireccional; hoy hablaremos de un edificio que motivó la profundización en la comprensión del concepto de propagación del sonido. 

En el año 1878, Lord Rayleigh visitó la famosa galería murmurante de la catedral de Saint Paul en Londres. La catedral —que vale la pena visitar si tienes la oportunidad—  tiene un domus circular sobre el que se levanta la cúpula de esta. Si una persona habla cerca de la pared del domus, otra situada en cualquier punto de la circunferencia —de 34 metros de diámetro— la escucha como si el hablante estuviera a su lado. 

A menudo, la explicación que se asume es que el efecto es consecuencia de reflexión de las ondas sonoras a la cúpula, que llegan focalizadas al extremo diametralmente opuesto de esta (trayectoria roja a la Figura 2). Sin embargo, este razonamiento es erróneo dado que no explica por qué puede escucharse en cualquier punto de la circunferencia formada por el domus.

Rayleigh probó que esta explicación por focalización era errónea con un simple experimento: utilizando un silbato y una vela, pudo determinar que el sonido emitido por el silbato se propagaba por la pared y llegaba a la vela, que parpadeaba visiblemente al sentir la vibración en la dirección de propagación del sonido. Esta experiencia permitió a Rayleigh desarrollar un modelo teórico basado en la reflexión de las ondas sonoras en la superficie curva de la pared, como vemos en verde a la Figura 2.

El fenómeno es parecido al que ocurre en una cuerda que vibra fijada por los extremos; las ondas quedan atrapadas, no son ondas viajeras sino estacionarias. Lo vemos en la Figura 3. 

Este es el principio de funcionamiento de los resonadores. Los entendemos como dispositivos capaces de confinar las ondas. Pero atención: la clave de los resonadores es que solo las aceptan las ondas que cumplan unas condiciones concretas que vienen marcadas por el material y la geometría de la cavidad donde se confinan. Así, los resonadores tienen unos modos propios. Un ejemplo de resonador mecánico es la membrana de un tambor o la cuerda de un violín. Al afinar cualquier de estos instrumentos estamos ajustando las condiciones de las ondas propias de estos resonadores.

En el domus de Saint Paul ocurre lo mismo; es por eso que Rayleigh bautizó este particular fenómeno con el nombre de Modos de Galería Murmurante (WGM). La palabra “modo” hace referencia al hecho que el domus se comporta como un gran resonador circular que permite que el sonido se amortigüe más suavemente que cuando se propaga libremente.