En un día despejado, cerca de una base aérea, puede ocurrir que de repente se oiga un fuerte «¡bum, bum!» y que las ventanas traqueteen con los dos estruendos. Es inevitable sobresaltarse al oír algo parecido a un trueno cuando en el cielo no hay ni una nube. Aunque parece una explosión, el ruido es la huella que deja un avión al volar más rápido que el sonido.
Se llama «estampido sónico» (Sonic Boom) al fuerte ruido que se produce cuando llega al suelo la onda de choque generada por un objeto que atraviesa el aire a mayor velocidad que el sonido. En coreano también se le da un nombre que significa «estruendo a la velocidad del sonido».
En este artículo veremos, por orden, cómo se produce el estampido sónico, qué pequeños estampidos podemos encontrar a nuestro alrededor, por qué desaparecieron los aviones supersónicos de pasajeros y qué se está investigando para reducir este ruido.
Al cruzar la barrera del sonido, cómo se produce el estampido sónico y qué efectos tiene
¿Cómo se produce el estampido sónico?
El sonido es una onda de presión que se propaga por el aire como las ondas en el agua. En aire a 20 grados, el sonido recorre unos 343 metros en 1 segundo. El número de Mach (Mach) expresa la velocidad de un objeto tomando como referencia la del sonido. Mach 1 equivale a la velocidad del sonido.
(1) Las ondas de presión se acumulan delante del avión
Al volar, el avión genera continuamente ondas de presión por delante y por detrás. Es parecido a lo que sucede cuando un barco avanza por el agua y forma ondas en la proa y la popa. Si el avión vuela más despacio que el sonido, las ondas de presión se propagan por delante de él. A medida que se acerca a la velocidad del sonido, las ondas ya no tienen tiempo de alejarse y se van acumulando unas sobre otras delante del avión.
(2) Las ondas se unen en una sola onda de choque
Cuando el avión supera la velocidad del sonido, las ondas de presión acumuladas se unen en una sola onda de choque, en la que la presión aumenta de golpe. La onda de choque se propaga hacia atrás en forma de cono, con el avión en el vértice. Es lo que se conoce como cono de Mach (Mach Cone). Cuanto más rápido vuela el avión, más estrecho es el cono.
(3) Por qué se oyen dos estampidos
En el morro del avión, la presión del aire aumenta de golpe. Hacia la cola disminuye y, una vez que el avión ha pasado, vuelve a su valor inicial. Como este cambio de presión dibuja una forma parecida a la letra N, se conoce como onda en N (N-wave). La presión cambia bruscamente en dos momentos, por lo que en tierra se oye un doble estampido, «¡bum, bum!».
¿Solo se oye un estampido al cruzar la barrera del sonido?
Es común creer que el avión produce un único «¡bum!» justo al superar la velocidad del sonido, pero es una idea equivocada.
(1) Un sonido que sigue al avión
El estampido sónico se genera durante todo el vuelo a velocidad supersónica. La onda de choque en forma de cono se desplaza con el avión y barre el suelo. Cada persona que se encuentra en un punto por el que pasa el cono oye el estampido una vez. Esta franja alargada que se extiende bajo la trayectoria de vuelo se llama alfombra sónica (Boom Carpet).
(2) En la cabina de mando hay silencio
Como la onda de choque se propaga hacia atrás, quienes viajan dentro del avión no oyen el estampido. Los pilotos del avión de pasajeros Concorde también decían que solo podían detectar los cambios de presión en el panel de instrumentos y que no oían el ruido.
(3) La intensidad depende de la altitud y del tiempo atmosférico
Cuanto más alto vuela el avión, más se dispersa y se debilita la onda de choque, por lo que llega al suelo con menor presión. El estampido se oye en una zona más amplia. A veces, el sonido tarda desde unos segundos hasta alrededor de 1 minuto en llegar al suelo tras el paso del avión. La intensidad con que se oye también depende de la temperatura del aire, del viento y de la superficie del terreno.
Pequeños estampidos sónicos a nuestro alrededor
El estampido sónico también se produce fuera de la aviación de combate. En la vida cotidiana podemos oír sonidos de menor intensidad que se producen por el mismo principio.
- Chasquido del látigo (Whip Crack). Al blandir con fuerza un látigo, su extremo más delgado se mueve más rápido que el sonido y produce un pequeño estampido sónico que suena como un «¡chas!».
- Chasquido de una toalla (Towel Snap). El sonido agudo que se oye al sacudir con fuerza una toalla enrollada también es un ejemplo de un pequeño estampido sónico.
- Bala supersónica (Supersonic Bullet). El chasquido agudo que se oye cuando una bala pasa por encima de la cabeza a mayor velocidad que el sonido también lo produce una onda de choque.
El látigo puede superar la velocidad del sonido porque el movimiento se acelera mucho al transmitirse desde el mango hasta la punta, que se va haciendo más delgada y ligera.
El reto de volar en silencio
El vuelo supersónico avanzó rápidamente después de que el estadounidense Chuck Yeager pilotara el Bell X-1 y superara por primera vez la barrera del sonido en vuelo horizontal, el día 14 del mes 10 de 1947. El estampido sónico se convirtió en un gran obstáculo.
(1) Prohibición del vuelo supersónico sobre tierra
En 1964, en Oklahoma City, Estados Unidos, se realizó un experimento que provocaba estampidos sónicos ocho veces al día durante 6 meses. Se recibieron hasta 1 decena de millar y 5 mil quejas. Como el ruido despertaba a la gente y hacía vibrar los cristales de las ventanas, Estados Unidos y otros países prohibieron a las aeronaves civiles volar a velocidad supersónica sobre tierra. El Concorde también tuvo que limitar sus vuelos a velocidad supersónica principalmente a trayectos sobre el mar.
(2) Un diseño para atenuar el estampido
Los científicos observaron que, al modificar la forma de la aeronave, las ondas de choque se dispersan en vez de juntarse en una sola, lo que suaviza el sonido. La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos (NASA) aplicó este principio al construir el avión experimental X-59, con un morro muy largo y puntiagudo, que completó con éxito su primer vuelo en el mes 10 de 2025. El objetivo es reducir el estampido hasta que suene como el cierre de la puerta de un automóvil.
(3) Volar de modo que la onda no llegue al suelo
A gran altitud, la temperatura del aire es menor que a nivel del suelo y el sonido se curva hacia arriba. También se investiga un método llamado corte de Mach (Mach Cutoff) que aprovecha este fenómeno. Al volar a una velocidad apenas superior a la del sonido, la onda de choque se curva hacia arriba antes de llegar al suelo.
El estampido sónico es como una huella gigantesca que deja en el aire un objeto que se mueve más rápido que el sonido. En el estruendo que atraviesa el cielo se esconde una ley física tan sencilla como sorprendente que explica cómo se acumulan y se unen las ondas.
Encontrar una forma de volar rápido sin sobresaltar a quienes están en tierra es el primer paso para el regreso de los aviones supersónicos de pasajeros.
