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Un paso más hacia la posibilidad de mover objetos sin tocarlos

Levitación acústica en tres dimensiones

La idea de usar ultrasonidos para mover objetos no es nueva. Desde finales de los años 80 se están realizando experimentos que usan las ondas sonoras para hacer levitar objetos. Hasta el momento, lo que se había logrado era sostenerlos inmóviles en el aire. Ahora, un equipo de investigadores japoneses integrado por Yoichi Ochiai, Takayuki Hoshi y Jun Rekimoto, ha logrado moverlos en diferentes direcciones. Aunque parezca algo simple, lo cierto es que no lo es tanto. La posibilidad de mover objetos por medio de ultrasonidos se basa en las propiedades de las ondas estacionarias, y actúa de forma paralela a la propia fuerza de la gravedad, por lo que, hasta ahora, la suspensión o levitación de los objetos se hacía en ejes fijos. Como mucho, era posible desplazar los objetos en el mismo eje, hacia arriba y hacia abajo, modificando el desplazamiento de la onda sonora.

levitación objeto

La forma de hacerlo es enfrentando dos altavoces. Cuando estos se alinean de forma precisa, las ondas sonoras provenientes de uno y de otro interfieren entre sí, creando la onda estacionaria. Los objetos quedan literalmente atrapados entre zonas las de mínima presión y otras de máxima presión de la onda estacionaria, de forma que se mantiene fijo en los nodos que se forman. Los nodos son los puntos donde ambas fuerzas se equilibran y no hay transferencia energética. Aquí dejamos unos cuantos enlaces de vídeo donde se puede ver el efecto de la levitación acústica:

Levitación acústica de gotas de agua

Levitación por ultrasonidos

Levitación acústica

Lo curioso de la levitación acústica es que debe usarse una onda del tamaño del objeto que quiera moverse. Por esta razón, hasta la fecha, se han movido fundamentalmente cosas pequeñas, como gotas de agua o pequeñas partículas. Científicos chinos mantuvieron en el aire hace unos años, mediante levitación acústica, algunos insectos vivos y hasta un pequeño pececito sin que, al parecer, la exposición a las ondas sonoras les causaran daño. Para mover objetos de mayor tamaño hay que ampliar también el tamaño de la onda, lo que implica abandonar el campo de los ultrasonidos y entrar en el espectro sonoro audible. Con objetos inanimados de mayor tamaño no es que sea problema, y se ha hecho ya con cuerpos de las dimensiones de una pelota, pero los seres vivos podrían no resistir la exposición a ese tipo de sonidos. El experimento de Ochiai, Hoshi y Rekimoto ha desplazado en las tres dimensiones del espacio pequeñas bolitas de poliestireno expandido, de 0,6 mm y 2,00 mm.

Evidentemente, por divertido que sea experimentar y expandir las ya sorprendentes capacidades de la física, los investigadores no dedicarían tantos esfuerzos a hacer levitar bolitas de poliestireno si no esperasen darle aplicaciones prácticas. En nuestro planeta, sometido a la ley de la gravedad, la levitación acústica permitirá desplazar objetos peligrosos sin necesidad de tocarlos. Esto puede ser especialmente útil con materiales tóxicos o con alto riesgo de contaminación. En el caso de ambientes sin gravedad, como el espacio, donde la ausencia de rozamiento hace que los objetos se muevan al menos impulso, las ondas sonoras pueden dar estabilidad a los mismos, fijándolos en las coordenadas que se determinen previamente.

Otra de las posibilidades que se investigan, como en los experimentos realizados por El Laboratorio Nacional de Argonne, en EE.UU., es el desarrollo de fármacos. Los medicamentos que tomamos habitualmente son cristalinos, y no pueden ser totalmente absorbidos por el organismo, con lo que no alcanzan nunca su máxima eficacia. Los que sí son más eficaces son las llamadas soluciones amorfas, pero prepararlas no es fácil, porque hay que evaporarla. Al final, cristalizar el medicamento es más fácil. La levitación acústica permitiría resolver el problema de la evaporación sin tener que tocar nada.

En cualquier caso, no deja de ser realmente interesante la posibilidad de desplazar objetos sin necesidad de tocarlos, sólo por medio de ondas sonoras.

 

Imágenes: Capturas de pantalla del vídeo que muestra el experimento.

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