Significado de Resonancia
Sustantivo femenino. Del latín resonantia, «sonido que se repite» o «eco».
La resonancia es el fenómeno físico por el que un sistema oscilante vibra con máxima amplitud cuando recibe una fuerza externa periódica cuya frecuencia coincide con su frecuencia natural.
Se produce en sistemas muy distintos, desde un columpio o un puente hasta un circuito eléctrico o una molécula, siempre que exista una frecuencia propia de vibración.
Qué es la resonancia
Todo sistema capaz de oscilar —una cuerda, un columpio, una masa sujeta a un muelle— tiene una o varias frecuencias naturales, determinadas por sus propiedades físicas, como la masa o la rigidez. Si sobre ese sistema actúa una fuerza externa que se repite de forma periódica, la amplitud de la oscilación depende de lo cerca que esté la frecuencia de esa fuerza de la frecuencia natural del sistema.
Cuando ambas frecuencias coinciden, cada impulso llega en el momento justo para reforzar el movimiento anterior, en lugar de contrarrestarlo, y la energía se transfiere de forma muy eficiente: la amplitud de la oscilación crece mucho más que con cualquier otra frecuencia de la fuerza aplicada. Ese crecimiento tiene un límite en la práctica, marcado por el amortiguamiento propio del sistema, es decir, por las pérdidas de energía debidas al rozamiento o a la resistencia del aire.
La resonancia no es en sí misma buena ni mala: puede ser deseable, como en un instrumento musical que amplifica un sonido, o perjudicial, como en una estructura sometida a una vibración que coincide con su frecuencia natural y que puede llegar a dañarla si el amortiguamiento no es suficiente.
La estudian la física y la ingeniería, especialmente la acústica, la ingeniería estructural y la electrónica, cada una aplicada a un tipo distinto de sistema oscilante.
Origen de la palabra resonancia
Del latín resonantia, derivado de resonare, formado por el prefijo re-, «de nuevo», y sonare, «sonar»: literalmente, «volver a sonar» o «hacer eco». Comparte raíz con «sonido», «sonar» y «consonancia».
El sentido original del término era puramente acústico, referido al eco o a la prolongación de un sonido en un espacio cerrado. La física extendió después el término a cualquier sistema oscilante, mecánico, eléctrico o atómico, que responde con máxima amplitud ante una frecuencia externa igual a la suya, aunque no tenga relación directa con el sonido.
Resonancia en distintos ámbitos
| Ámbito | Cómo se manifiesta | Ejemplo |
|---|---|---|
| Mecánica | Un objeto o una estructura vibra con máxima amplitud ante una fuerza periódica. | Un columpio empujado al ritmo de su propio vaivén. |
| Acústica | Una caja o cavidad amplifica un sonido de frecuencia concreta. | La caja de resonancia de una guitarra. |
| Eléctrica | Un circuito responde con máxima intensidad a una frecuencia concreta de la señal. | La sintonización de una radio en un circuito RLC. |
| Atómica y nuclear | Núcleos atómicos absorben y emiten energía a frecuencias características ante un campo externo. | La resonancia magnética usada en medicina. |
El colapso del puente de Tacoma Narrows en 1940 se cita a menudo como ejemplo de resonancia mecánica destructiva, aunque los análisis de ingeniería posteriores explican el fenómeno como una forma de aeroelasticidad más compleja que una resonancia simple entre dos frecuencias.
Ejemplos de uso de resonancia
Empujar un columpio en el momento justo de cada vaivén es un ejemplo cotidiano de resonancia mecánica.
La caja de un violín entra en resonancia con las cuerdas y amplifica el sonido que producen.
Los ingenieros calculan la frecuencia natural de un edificio para evitar que entre en resonancia durante un terremoto.
La resonancia magnética usada en los hospitales se basa en la respuesta de los núcleos de hidrógeno del cuerpo ante un campo magnético externo.
La propuesta encontró resonancia entre los asistentes, que la acogieron con entusiasmo. (uso figurado, referido a la repercusión favorable de una idea)
Sinónimos y palabras relacionadas
Sinónimos: en el uso figurado, repercusión o eco; en el sentido físico no tiene sinónimos exactos.
Antónimos: amortiguamiento, el proceso que disipa la energía de una oscilación y reduce su amplitud.
No es lo mismo que:
- Vibración: es cualquier oscilación de un sistema; la resonancia es el caso concreto en que esa vibración alcanza su máxima amplitud por coincidir con la frecuencia natural.
- Eco: es la repetición de un sonido por su reflexión en una superficie; la resonancia amplifica una vibración sin necesidad de que exista una reflexión de por medio.
- Interferencia: es la superposición de dos o más ondas que se refuerzan o se cancelan entre sí; la resonancia depende de la relación entre una frecuencia externa y la frecuencia propia de un sistema, no de la superposición de ondas.
Preguntas frecuentes sobre resonancia
¿Por qué la amplitud crece tanto cuando hay resonancia?
Porque cuando la frecuencia de la fuerza externa coincide con la frecuencia natural del sistema, cada impulso llega en el momento exacto para reforzar el movimiento anterior. La energía se transfiere de forma muy eficiente en cada ciclo, y la amplitud crece hasta que el amortiguamiento del sistema —el rozamiento o la resistencia del aire— la estabiliza.
¿La resonancia siempre es destructiva?
No. Es destructiva cuando afecta a una estructura que no está preparada para vibrar con esa amplitud, pero también se aprovecha de forma deliberada en instrumentos musicales, en la sintonización de circuitos de radio o en la resonancia magnética usada en medicina para obtener imágenes del interior del cuerpo.
¿El puente de Tacoma Narrows se derrumbó realmente por resonancia?
Es el ejemplo más citado en libros de texto, pero los análisis de ingeniería posteriores a 1940 explican el colapso como un fenómeno de aeroelasticidad, relacionado con cómo el viento interactuaba con la forma del tablero del puente, más complejo que una resonancia simple entre dos frecuencias iguales.