La décima sinfonía de Beethoven: cuando Tesla y la electricidad bailen al compás del sonido

Un equipo de investigadores ha logrado un avance que parece sacado de una película de ciencia ficción: conducir electricidad a través del aire utilizando ondas de ultrasonido. Este descubrimiento, publicado en Science Advances, abre la puerta a aplicaciones revolucionarias en campos como la medicina, la electrónica y la realidad virtual.

Como ya sabemos, las chispas eléctricas, como los relámpagos o las generadas por un encendedor, siguen trayectorias impredecibles. Sin embargo, el equipo liderado por Asier Marzo, de la Universidad Pública de Navarra, ha demostrado que es posible guiar estas chispas de plasma de manera precisa utilizando ondas ultrasónicas. Este método permite dirigir las chispas incluso alrededor de obstáculos o hacia puntos específicos.

El secreto detrás de este hallazgo radica en que, al generar una chispa eléctrica, el aire a su alrededor se calienta, volviéndolo menos denso. Gracias a esto, las ondas ultrasónicas empujan estas burbujas de aire caliente hacia regiones concretas y, como la chispa siempre elige el camino que le oponga menor resistencia, se desplaza siguiendo esas zonas guiadas por el sonido. Aunque el fenómeno fue observado hace más de un año, los investigadores dedicaron meses a controlarlo, y aún más tiempo a encontrar una explicación detallada.

Para lograr crear esta chispa, los investigadores utilizaron una bobina Tesla para generar plasma, con una frecuencia portadora específica (unos 2,3MHz). Por otro lado, para generar el ultrasonido emplearon una matriz de emisores que operaban a unos 40kHz, dispuestos en anillos concéntricos.

Mediante un control electrónico, fueron capaces de ajustar la emisión de los transductores para alterar la trayectoria del ultrasonido: es como si una sinfonía de Beethoven se adueñara del cuerpo de Tesla, obligándolo a bailar al compás de la música. Solo que, en este caso, son las chispas las esclavas del sonido.

Previo a este descubrimiento, el único método conocido para controlar chispas eléctricas en el aire era a través de láseres potentes, que involucraban equipos muy costosos, riesgosos para la visión de los involucrados y una sincronización más que precisa.

La capacidad de guiar chispas eléctricas a través del aire sin necesidad de cables tiene implicaciones significativas. Gracias a su seguridad, asequibilidad y operación continua,  podría permitir la creación de dispositivos que administren tratamientos de manera no invasiva en medicina; facilitaría la transmisión de energía y datos sin conexiones físicas en electrónica; y, en realidad virtual, ofrecería nuevas formas de interacción sin necesidad de dispositivos de entrada tradicionales.

Este avance se suma a otros esfuerzos en la conversión de energía sonora en eléctrica. Por ejemplo, los materiales piezoeléctricos pueden transformar las vibraciones mecánicas de las ondas sonoras en energía eléctrica. Cuando las ondas sonoras interactúan con estos materiales, generan una pequeña carga eléctrica debido a la deformación de su estructura cristalina.

Así mismo, dispositivos como los micrófonos convierten la energía mecánica de las ondas sonoras en señales eléctricas mediante el principio de inducción electromagnética. Las vibraciones sonoras mueven una membrana conectada a una bobina dentro de un campo magnético, generando así una corriente eléctrica.

Aunque estos métodos de conversión de energía sonora en eléctrica existen desde hace tiempo, este nuevo hallazgo representa un enfoque novedoso y prometedor. Este descubrimiento podría transformar la manera en que interactuamos con la electricidad y abrir nuevas posibilidades en diversas industrias en un futuro no tan lejano.

En resumen, la conducción de electricidad mediante ondas sonoras es un campo emergente que combina principios de física y tecnología para ofrecer soluciones innovadoras. En combinación con tecnologías ya existentes, y a medida que se profundiza en esta línea de investigación, es probable que surjan aplicaciones aún más sorprendentes que revolucionen nuestra comprensión y uso de la energía eléctrica.

Escrito por: Albertella, Mateo