Resumen:
Si has visto la película de 2008 "El Increíble Hulk", probablemente todavía recuerdes esos cañones sónicos que utilizaban poderosas ondas sonoras para suprimir al gigante verde. Ahora, científicos de la Universidad de Helsinki en Finlandia, en colaboración con investigadores de la Universidad Pública de Navarra en España y la Universidad de Michigan en Estados Unidos, han dado a esta idea un prototipo realista: una "tubería" compuesta enteramente de ondas ultrasónicas que pueden restringir y guiar físicamente el flujo de materiales en el aire.
Este tubo invisible y sin masa está "construido" por ondas ultrasónicas emitidas por 256 microaltavoces. Puede guiar líquidos, gases, polvos e incluso plasmas, haciendo que parezca que estos materiales están suspendidos en el aire de la nada y avanzan lentamente. No se escuchó ningún sonido audible durante todo el proceso. Para cambiar la dirección del flujo, no es necesario mover ninguna pieza física; sólo tienes que ajustar la forma en que funcionan los altavoces y remodelar el tubo invisible.
“De todos los dispositivos experimentales que he visto, se puede decir que éste es el más cercano a la magia”. Comentó Ali Salmi, líder del proyecto y profesor de electrónica en la Universidad de Helsinki.
El origen de esta idea es un proyecto anterior del equipo de investigación: utilizaron ondas ultrasónicas para limpiar materiales adheridos a las paredes internas de las tuberías. Siguiendo esta idea, imaginaron además que si simplemente se quitara la pared física de la tubería, de modo que no hubiera lugar para que se adhirieran las sustancias, ¿no desaparecería el problema desde la raíz?
Para convertir la idea en realidad, los investigadores llevaron a cabo múltiples rondas de prueba y error en torno a diferentes diseños de altavoces. El prototipo final tiene 256 pequeños transductores de ultrasonido dispuestos alrededor de una estructura cilíndrica, que emiten ondas sonoras a una frecuencia de unos 40 kilohercios. Al controlar con precisión la sincronización de estas ondas sonoras, forman un campo sonoro cuando se cruzan, ejerciendo fuerza sobre el material que pasa y restringiéndolo a un camino específico. Ajustar el campo de sonido permite que esta ruta se doble o redirija, mientras que el tubo físico permanece quieto. El tubo prototipo mide sólo 8 centímetros de largo y consume unos 50 vatios de electricidad, aproximadamente el equivalente a una bombilla incandescente antigua.
Esto todavía es sólo un prototipo, pero las investigaciones han demostrado que el sonido por sí solo es suficiente para guiar continuamente diferentes formas de materia a través del aire. Mientras que la mayoría de los sistemas de manipulación acústica anteriores sólo podían levitar y mover partículas o gotas individuales, el nuevo sistema puede manejar un flujo continuo de material. En el experimento, los investigadores guiaron con éxito el flujo de agua, enviaron el polvo a diferentes contenedores, manipularon la niebla y el flujo de aire e incluso controlaron la trayectoria de la descarga.
En términos de perspectivas de aplicación, el equipo prevé el transporte de materiales sin contacto, especialmente aquellos materiales corrosivos y pegajosos que corroerán las tuberías convencionales o se acumularán fácilmente en la pared interior. Esta tecnología también puede ser adecuada para manipular materiales sensibles que son altamente susceptibles a la contaminación. La capacidad de cambiar electrónicamente la dirección del flujo en tiempo real también brinda nuevas posibilidades para entregar materiales con precisión a la ubicación deseada.
Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer desde el prototipo hasta la tubería ultrasónica real. Una limitación obvia es la disparidad de tamaño y coste: para crear un "tubo" de sólo 8 centímetros de largo, se necesitan 256 altavoces y el coste de hardware es considerable. Los investigadores creen que se pueden unir módulos similares para crear tuberías mucho más largas.
Otro problema es la intensidad del sonido. Según los investigadores, la intensidad del ultrasonido en el centro del tubo equivale a que alguien disparara un arma continuamente en tu oído; Incluso fuera del dispositivo, la intensidad acústica es comparable a la de estar al lado de un motor a reacción. Afortunadamente, 40 kilohercios está más allá del rango normal del oído humano. En realidad, no puedes escuchar esos rugidos en absoluto, pero es mejor asegurarte de que no haya perros cerca.
Los resultados de investigaciones relevantes se han publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) de los Estados Unidos.
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