Margaret Watts Hughes y la forma de la voz humana

Experimentos | 4 noviembre 2019


Versión para TecOb del artículo que publiqué en la edición de octubre de 2019 de la revista Historia de España y el Mundo.

Esquema del “eidófono”.
Megan Watts Hughes (1842-1907), llamada generalmente Margaret (Hughes era su apellido de casada), fue una apasionada galesa, cantante de éxito e inventora, que se convirtió en una de las primeras mujeres en presentar una invención en la Royal Society de Londres, en 1887, cuando dio a conocer su eidófono. Se trataba de un aparato que permitía visualizar la voz humana. Antes de la llegada de las grabadoras de sonido (las primeras grabaciones en cilindros de cera y discos de pizarra estaban dando sus primeros pasos), el estudio de la voz humana y el canto se veía limitado a la pericia de los entrenados oídos de los profesores. Conocido era desde finales del siglo XVIII que el sonido creaba patrones geométricos en la arena, pero se consideraba necesario afinar la técnica para dar con el método adecuado por medio del que poder registrar visualmente una nota vocalizada, ese fue el empeño de Margaret hasta poder presentar su invención del eidófono. En la madrileña Revista blanca referían de esta manera este invento en la edición del 1 de julio de 1903:

La conferenciante canta ante [el instrumento], compuesto sencillamente de un tubo, de un receptor y de una membrana flexible cubierta de polvo de licopodio y las vibraciones del aire causadas por el sonido, dibujan sobre el polvo figuras geométricas extraordinariamente bien definidas y frecuentemente muy bellas. Una serie de proyecciones luminosas de fotografías de varias de ellas, produjo admiración y entusiasmo en la concurrencia: los copos de nieve, el polen de las flores, estrellas, espirales, ruedas de formas variadas y extrañas, y combinaciones originalísimas se sucedían alternativamente a la vista del asombrado espectador. Refiere la señora Hughes que un día cantó cierta nota que produjo la figura exacta de una margarita. Trató muchas veces después de reproducirla, sin poderlo conseguir, y actualmente conoce la inflexión exacta, y la reproduce modificándola a su gusto, mediante variaciones de inflexión, que aumentan las filas de pétalos, o introduce en ellos preciosos dibujos…

Formas de la voz humana registradas con el eidófono. (P.D.)

El eidófono y las “flores de voz”

Entre 1891 y 1904 Margaret llevó a cabo diversas demostraciones públicas, así como también publicó artículos y un libro sobre su invención o, como ella también lo definía: “figuras de voz” o “sonidos visibles”, aunque también era conocido como fenómeno de las “flores vocales”, dado que muchas de las formas creadas recordaban las formas de diversas clases de flores. El eidófono causó sensación en su tiempo y fue presentado, además de en la Royal Society, en muchas otras instituciones científicas y asociaciones musicales. Margaret había descubierto accidentalmente el principio sobre el que funcionaba su invención en 1885.

Registro del eidófono. (P.D.)

Las bases sobre la que se fundamentaba el eidófono eran muy sencillas, pero había que ser muy observador parar darse cuenta del fenómeno e idear con él un medio de registro. Alguien canta en una habitación, mientras en cierto lugar de la estancia nos encontramos con una superficie plana sobre la que se ha depositado un puñado de arena, que cobra vida al reaccionar por resonancia ante el sonido, tomando formas geométricas con bellas simetrías. En ocasiones estas formas parecerán espirales, casi caracolas. En otras, serán lo más parecido que pueda imaginarse a un frondoso helecho. Y, de una observación como esta, nació el eidófono. El ingenio de Margaret dio, con los años, con una manera de registrar estas formas creadas por la voz humana, como si de dibujos se tratara. No bastaba con observar el fenómeno, ella quería que se pudiera convertir en algo que fuera plasmado de forma física permanentemente.

Flor de voz. (P.D.)

Aquel aparato para registrar la voz humana era realmente ingenioso a la vez que sencillo. Con un poco de habilidad, cualquiera puede construir uno y emular a la cantante, en un experimento que no sólo es educativo sino también lleno de diversión. El eidófono estaba formado por un largo tubo, mayormente de latón o bien de madera, dotado de una boquilla torneada. Este cilindro va ampliando levemente su diámetro hasta terminar en un codo sobre el que se ajustaban diversas “tazas” o cajas de resonancia sin fondo que, en su parte superior, estaban dotadas de una membrana de goma elástica que abrazaba todo su contorno. Las tazas tenían diversos tamaños, dependiendo de la figura que fuera a registrarse. Las membranas, unidas a esas cajas de resonancia por una goma elástica, servían de base sobre las que se colocaban finísimas esporas de licopodio, cuyo comportamiento ante el sonido parece que era mucho más adecuado que el de la arena, más pesada e imprevisible. Ante la llegada de un sonido a aquella especie de gran trompetilla, el licopodio comenzaba a danzar para formar patrones determinados. Nótese que se trataba de esporas de ciertas especies vegetales, como Lycopodium clavatum, utilizadas por entonces por su carácter volátil en fuegos artificiales o explosivos.

La tradición de Chladni

A finales del siglo XVIII el físico alemán Ernst Chladni, considerado como uno de los padres de la acústica, ya había descrito con gran detalle los patrones geométricos que aparecen cuando una fina capa de arena es depositada sobre una superficie plana y ésta se hace vibrar en respuesta a frecuencias determinadas. Este ilustre predecesor de Watts Hughes en lo que al registro visual del sonido se refiere, también fue uno de los primeros en proponer el espacio exterior como lugar de origen de los meteoritos, idea que en su época le causó bastantes disgustos ante el rechazo que provocó por parte de muchos de sus contemporáneos.

Los experimentos de Chladni fueron popularizados posteriormente gracias a una descripción debida al físico irlandés pionero del estudio de los coloides, John Tyndall. En ese tiempo la matemática francesa Sophie Germain también había experimentado con arcos de cuerda y superficies con arena para sus trabajos sobre vibraciones. Se desconoce hasta qué punto de detalle llegó Margaret a conocer estas experiencias previas, pero preocupada por mejorar su propio método de enseñanza del canto, decidió investigar la vocalización y los tonos de la voz humana aunque no encontró ningún aparato adecuado para ello. Aquello no frenó su inquietud, sino que pasó a la acción, diseñando su propio artilugio para registrar la voz. Su intención consistía en plasmar diversas notas musicales originadas en el canto por medio de un sencillo dispositivo. La cosa no era tan simple, probó diversos métodos, membranas y, lo más complicado, varios medios de registro. Lo de la arena, heredado de los experimentos de Chladni, daba resultado, pero no era muy fino. Margaret experimentó con todo tipo de substancias pulvurentas, granulares o incluso gelatinosas hasta llegar a lo que se convirtió en su primer medio de elección: las esporas de licopodio. El resultado fue maravilloso, porque aquellas esporas, al contrario que sucedía con otros materiales, no tendían a escapar de la membrana, sino que se organizaban rápidamente en forma de complejos patrones geométricos al ser sometidas al sonido. Igualmente experimentó con cierto éxito utilizando talco.

El procedimiento final consistía en cantar una nota afinada por el extremo de la boquilla del eidófono. El sonido llegaba al recipiente sobre el que se disponía la membrana en tensión, que en su centro contenía un montoncillo de esporas de licopodio. Al poco de exponerse al sonido, aparecían los maravillosos patrones geométricos propios de esa determinada nota musical. Naturalmente, si el emisor no afinaba correctamente cantaba la nota forzadamente, el resultado era diferente. Como hecho curioso, cabe mencionar que si la nota se mantenía en el tiempo pero de forma decreciente, los gránulos iban desdibujando la forma creada para volver a agruparse en el centro de la membrana.

La cosa tenía su complejidad, sobre todo por parte del cantante objeto del experimento, porque la afinación debía ser precisa. Una nota determinada y muy limpia, eso era lo necesario para crear los patrones buscados. De esa forma se podía estudiar el tono, la intensidad y la calidad de afinado en diversas situaciones. Podría decirse que el eidófono era un detector de problemas de afinado, en competición directa con los oídos mejor entrenados. Un ligero cambio de matiz, un sobretono o cualquier cambio en la emisión “pura” de la nota, y el patrón de licopodio mostraba variaciones. Era un método ideal para el estudio de la voz y el canto, pero no iba mucho más allá de lo que Chladni y otros experimentadores posteriores ya habían logrado. Donde Margaret marcó la diferencia fue en la sistemática utilizada y en su método para el registro permanente de las imágenes. Ver los gránulos de talco o de licopodio saltar en la membrana era divertido, pero al término del experimento las figuras se desdibujaban. Se podía acudir a la fotografía para remediarlo, capturando las figuras en su plenitud, pero la inquieta maestra de canto deseaba ir mas allá.

Tonógrafo de 1897.

Experimentando con mezclas de substancias pulvurentas y medios líquidos, llegó a obtener una especie de emulsión de agua con pigmentos coloridos que, extendida finamente sobre una lámina de vidrio sometido a la membrana del eidófono, permitía fijar como si de una pintura se tratase, el canto que estaba siendo estudiado. Más adelante utilizó glicerina coloreada como medio para crear mejores imágenes. Aunque esas capturas son coloridas y espectaculares, apenas son conocidas, pues en su época no se había extendido el uso de fotografía en color y sólo en tiempos recientes se han comenzado a rescatar los originales. El interés final de Margaret Watts Hughes en las formas generadas por el sonido con su aparato parece que fue sobre todo estético y, sin embargo, son un tesoro que sólo recientemente está comenzando a ser recuperado. Sea como fuere, los contemporáneos de Margaret acogieron con gran expectación su presentaciones y, tanto fue el interés, que se divulgaron aparatos muy similares que eran utilizados más como divertimento que para investigación, como fue el conocido como “tonógrafo”, referido en Scientific American el 29 de mayo de 1897.