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Silbato de vapor

Un silbato de vapor es un dispositivo utilizado para producir sonido en forma de silbido utilizando vapor vivo , el cual crea, proyecta y amplifica su sonido actuando como un sistema vibratorio. [1]

Operación

Grabación de un soplo masivo de silbatos de vapor de un motor de tracción.

El silbato consta de las siguientes partes principales, como se ve en el dibujo: la campana del silbato (1), el orificio o apertura de vapor (2) y la válvula (9).

Cuando se acciona la palanca (10) (normalmente tirando de un cordón ), la válvula se abre y deja escapar el vapor a través del orificio. El vapor se comprime y enrarece alternativamente en la campana, creando el sonido. El tono depende de la longitud de la campana y también de cuánto haya abierto la válvula el operador. Algunos ingenieros de locomotoras inventaron su propio estilo distintivo de silbar.

Usos de los silbatos de vapor

Los silbatos de vapor se utilizaban a menudo en fábricas y lugares similares para señalar el comienzo o el final de un turno de trabajo, etc. Las locomotoras de vapor , los motores de tracción y los barcos de vapor tradicionalmente han estado equipados con un silbato de vapor con fines de advertencia y comunicación. Los silbatos de vapor de gran diámetro y tono bajo se utilizaron en los faros, probablemente a partir de la década de 1850. [2]

El primer uso de silbatos de vapor fue como alarmas de nivel bajo de agua en calderas [3] en el siglo XVIII [4] y principios del siglo XIX. [5] Durante la década de 1830, los silbatos fueron adoptados por los ferrocarriles [6] y las compañías navieras. [7]

Galería

Silbatos de ferrocarril

Los dispositivos de advertencia de vapor se han utilizado en los trenes desde 1833, [8] cuando George Stephenson inventó y patentó una trompeta de vapor para su uso en el ferrocarril de Leicester y Swannington . [9] La literatura de la época hace una distinción entre una trompeta de vapor y un silbato de vapor. [10] Una copia del dibujo de la trompeta firmado en mayo de 1833 muestra un dispositivo de aproximadamente dieciocho pulgadas de alto con una forma de trompeta cada vez más ancha con un diámetro de seis pulgadas en su parte superior o boca. [8] Se dice que George Stephenson inventó su trompeta después de un accidente en el ferrocarril de Leicester y Swannington donde un tren golpeó un carro o una manada de vacas en un paso a nivel y hubo reclamos para una mejor manera de dar una advertencia. Aunque nadie resultó herido, el accidente se consideró lo suficientemente grave como para justificar la intervención personal de Stephenson. Un relato afirma que [el conductor] Weatherburn había "tocado la bocina con la boca" en el cruce en un intento de evitar el accidente, pero que nadie había prestado atención a esta advertencia audible, tal vez porque no la habían escuchado.

Posteriormente, Stephenson convocó una reunión de directores y aceptó la sugerencia del gerente de la compañía, Ashlin Bagster, de que se construyera una bocina o silbato que pudiera activarse con vapor y se fijara a las locomotoras. Stephenson visitó más tarde a un fabricante de instrumentos musicales en Duke Street en Leicester , quien, siguiendo las instrucciones de Stephenson, construyó una "trompeta de vapor" que se probó en presencia de la junta directiva diez días después.

Stephenson montó la trompeta en la parte superior de la cúpula de vapor de la caldera , que suministra vapor seco a los cilindros. La empresa pasó a montar el dispositivo en sus otras locomotoras.

Las trompetas de vapor de las locomotoras fueron rápidamente reemplazadas por silbatos de vapor. Los silbatos de aire se usaban en algunas locomotoras diésel y eléctricas , pero estas en su mayoría emplean bocinas de aire .

Música

Un conjunto de silbatos de vapor dispuestos de manera que toquen música se denomina calíope .

En York, Pensilvania , desde 1925 se toca un silbato de vapor de tono variable en la New York Wire Company en lo que se conoce como "Concierto navideño anual de silbato de vapor de York". En las noches ventosas, los residentes de la zona informan que escuchan el concierto a una distancia de entre 19 y 24 kilómetros. El silbato, que figura en el Libro Guinness de los récords mundiales, funcionaba con un compresor de aire durante el concierto de 2010 debido a los costes de mantenimiento y funcionamiento de la caldera. [11] [12] [13] [14] [15] [16]

Señales de niebla del faro

A partir de 1869, [17] se empezaron a instalar silbatos de vapor en las estaciones de faros como una forma de advertir a los navegantes en períodos de niebla, cuando el faro no es visible. Los silbatos de 10" de diámetro se utilizaron como señales de niebla en todos los Estados Unidos durante muchos años, [17] hasta que más tarde fueron reemplazados por otros diafragmas de aire comprimido o bocinas de diáfono .

Tipos de silbatos

Acústica de silbidos

Frecuencia resonante

Un silbato tiene una frecuencia de resonancia natural característica [30] que se puede detectar soplando suavemente el aliento humano sobre el borde del silbato, de forma similar a como se soplaría sobre la boca de una botella. La frecuencia de sonido activa (cuando se sopla el silbato sobre vapor) puede diferir de la frecuencia natural, como se analiza a continuación. Estos comentarios se aplican a los silbatos con un área de boca al menos igual al área de la sección transversal del silbato.

Nivel de presión sonora

El nivel del sonido del silbato varía según varios factores:

Terminología

La longitud acústica [75] o longitud efectiva [76] es el cuarto de la longitud de onda generada por el silbato. Se calcula como un cuarto de la relación entre la velocidad del sonido y la frecuencia del silbato. La longitud acústica puede diferir de la longitud física del silbato , [77] también denominada longitud geométrica [78] dependiendo de la configuración de la boca, etc. [30] La corrección final es la diferencia entre la longitud acústica y la longitud física por encima de la boca. La corrección final es una función del diámetro, mientras que la relación entre la longitud acústica y la longitud física es una función de la escala. Estos cálculos son útiles en el diseño de silbatos para obtener una frecuencia de sonido deseada. La longitud de trabajo en el uso temprano significaba longitud acústica del silbato, es decir, la longitud efectiva del silbato de trabajo , [79] pero recientemente se ha utilizado para la longitud física que incluye la boca. [80]

Los silbatos más grandes y fuertes

La sonoridad es una percepción subjetiva que está influenciada por el nivel de presión sonora, la duración del sonido y la frecuencia del sonido. [73] [74] Se ha afirmado que los silbatos de Vladimir Gavreau [81] tienen un alto potencial de nivel de presión sonora, ya que probó silbatos de hasta 1,5 metros (59 pulgadas) de diámetro (37 Hz). [82]

Un silbato en forma de anillo de 20 pulgadas de diámetro ("Ultrawhistle") patentado y producido por Richard Weisenberger sonaba 124 decibeles a 100 pies. [83] El silbato de vapor de tono variable de la New York Wire Company en York , Pensilvania , fue inscrito en el Libro Guinness de los récords mundiales en 2002 como el silbato de vapor más fuerte registrado a 124,1 dBA desde una distancia establecida [ aclarar ] utilizado por Guinness. [84] El silbato de York también se midió a 134,1 decibeles desde una distancia de 23 pies. [12]

Un silbato de advertencia de incendios suministrado a un aserradero canadiense por la Eaton, Cole, and Burnham Company en 1882 medía 20 pulgadas de diámetro, cuatro pies y nueve pulgadas desde el cuenco hasta el adorno y pesaba 400 libras. El eje que sostenía la campana del silbato medía 3,5 pulgadas de diámetro y el silbato se alimentaba mediante un tubo de alimentación de cuatro pulgadas. [85] [86]

Otros registros de silbatos grandes incluyen un relato de 1893 del presidente estadounidense Grover Cleveland activando el "silbato de vapor más grande del mundo", que se decía que medía "cinco pies" en la Feria Mundial de Chicago . [87] [88]

La cámara de resonancia de un silbato instalado en 1924 en la Long-Bell Lumber Company , Longview, Washington, medía 16 pulgadas de diámetro x 49 pulgadas de largo. [89]

Las campanas de silbido de los carillones de múltiples campanas utilizados en transatlánticos como el RMS Titanic medían 9, 12 y 15 pulgadas de diámetro. [90]

Las campanas de silbido de los barcos de vapor Assiniboia y Keewatin de Canadian Pacific medían 12 pulgadas de diámetro y la del Keewatin medía 60 pulgadas de largo. [91] [92]

Un silbato de múltiples campanas instalado en la Standard Sanitary Manufacturing Company en 1926 estaba compuesto por cinco campanas de silbato separadas que medían 5 x 15, 7 x 21, 8 x 24, 10 x 30 y 12 x 36 pulgadas, todas conectadas a una tubería de vapor de cinco pulgadas. [93]

La Union Water Meter Company de Worcester, Massachusetts, produjo un silbato de gong [ clarificar ] compuesto por tres campanas de 8 x 9-3/4, 12 x 15 y 12 x 25 pulgadas. [94] Los silbatos de vapor de doce pulgadas de diámetro se usaban comúnmente en los faros en el siglo XIX. [95]

Se ha afirmado que el nivel de sonido de un Ultrawhistle sería significativamente mayor que el de un silbato convencional, [96] pero no se han realizado pruebas comparativas de silbatos grandes. Las pruebas de Ultrawhistles pequeños no han mostrado niveles de sonido más altos en comparación con los silbatos convencionales del mismo diámetro. [70]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional